DD221160A1 - PROCESS FOR PREPARING LOW CRYSTALLINE SOLIDS POWDERS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geringkristallinen Feststoffpulvern durch thermische Schockbehandlung geeigneter Ausgangsstoffe. Das Ziel und die Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein technologisch, oekonomisch und energetisch guenstiges Verfahren zur thermischen Aktivierung von Feststoffpulvern zu entwickeln. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, indem pulverfoermige Feststoffpartikel waehrend des kontinuierlichen Transports mit Hilfe eines Traegergasstroms in einem beheizten Rohr- oder Rohrbuendelreaktor durch Strahlungsenergie schockartig erhitzt und dabei thermisch aktiviert und/oder partiell destrukturiert werden. Die Erfindung kann beispielsweise zur Erzeugung nahezu roentgenamorpher Aluminiumoxide, fast roentgenamorpher Al2O3-SiO2-Festkoerper oder schwermetallhaltiger Feststoffpulver genutzt werden.The invention relates to a process for the preparation of low-crystalline solid powders by thermal shock treatment of suitable starting materials. The object and the object of the invention are to develop a technologically, economically and economically favorable method for the thermal activation of solid powders. According to the invention this is achieved by the fact that pulverulent solid particles during the continuous transport using a Traegergasstroms in a heated pipe or Rohrbuendelreaktor are shock-heated by radiation energy and thereby thermally activated and / or partially destructured. The invention can be used, for example, to produce virtually roentgenamorphic aluminum oxides, Al.sub.2O.sub.3 SiO.sub.2 solids that are almost roentgenamorphic, or solid metal powders containing heavy metals.
Description
Anwendungsgebiet der Erfln JutiyField of application of Erfln Jutiy
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geringkristailiner Feststoffpulver, die sich infolge des Vorhandenseins von Gitterbaufehlem und Störstellen durch eine besonders hohe Reaktivität auszeichnen. Derartige geringkristalline Feststoffpulver können ζ. B. vorteilhaft zur Herstellung von Katalysatoren verwendet werden.The invention relates to a process for the preparation of low-crystalline solid powders, which are characterized by a particularly high reactivity due to the presence of lattice defects and defects. Such low crystalline solid powders can ζ. B. are advantageously used for the preparation of catalysts.
Zur Herstellung von geringkristallinen Feststoffpulvern wird bevorzugt die thermische Schockbehandlung angewandt, da längere Behandlungszeiten zur Ausheilung der Gitterbaudefekte und Störstellen führen, wodurch die Reaktivität dieser Produkte stark vermindert wird.For the production of low-crystalline solid powders, the thermal shock treatment is preferably used, since longer treatment times lead to the healing of the lattice defects and defects, whereby the reactivity of these products is greatly reduced.
Das Prinzip der schockartigen Erhitzung zur Herstellung geringkristalliner Produkte wird vornehmlich auf dem Gebiet der Erzeugung hochaktiver Aluminiumoxide durch Dehydratisierung von Aluminiumaquoxiden ausgenutzt. Die auf diese Weise erhaltenen Aluminiumoxide werden nach entsprechender Weiterverarbeitung meist als Katalysatorkomponenten oder Trockenmittel eingesetzt. Eine bevorzugte Ausführungsform der schockartigen Erhitzung stellt das Eindosieren des Feststoffs in heiße Gasströme der (DE-AS 1028106, DE-AS 1008722, GB-PS 1081098, DE-AS 2227804, GB-PS 801462, DE-OS 2059946, DE-OS 2411846, US-PS 3790495, DE-AS 2500548). Der Nachteil solcher Verfahren besteht darin, daß durch die heißen Gasströme die Abscheideeinrichtungen einer sehr hohen thermischen Belastung ausgesetzt sind. Außerdem verlaufen derart geführte Prozesse energetisch äußerst ungünstig, da für das Aufheizen der Gase ein Mehrfaches der Energiemenge nötig ist, die für die Reaktion verbraucht wird.The principle of shock-like heating for the production of low-crystalline products is exploited primarily in the field of the production of highly active aluminum oxides by dehydration of Aluminiumaquoxiden. The aluminum oxides obtained in this way are usually used after appropriate processing as catalyst components or desiccant. A preferred embodiment of the shock-like heating is the metering of the solid into hot gas streams of (DE-AS 1028106, DE-AS 1008722, GB-PS 1081098, DE-AS 2227804, GB-PS 801462, DE-OS 2059946, DE-OS 2411846 , US-PS 3790495, DE-AS 2500548). The disadvantage of such methods is that the precipitators are exposed to a very high thermal load by the hot gas streams. In addition, such processes run energetically extremely unfavorable, since the heating of the gases, a multiple of the amount of energy is needed, which is consumed for the reaction.
Weiterhin werden in zahlreichen Patenten Wirbelschichtapparate für die thermische Schockbehandlung vorgeschlagen (DE-AS 1592140, DE-OS 2805906, SU-PS 517564). Zur Sicherung einer stabilen Arbeitsweise muß bei Wirbelschichtapparaten eine enge Kornfraktion eingesetzt werden, wodurch eine Reihe von technologischen Problemen entsteht. Das einem kontinuierlichen Rührkessel nahekommende Verhalten von Wirbelschichtreaktoren wirkt sich infolge des großen Verweilzeitspektrums sehr ungünstig auf die Eigenschaften der thermisch aktivierten Produkte aus und führt zu deren heterogener Zusammensetzung. In den Patenten US-PS 3222129, FR-PS 7909875, FR-PS 1488218, FR-PS 1364940, DE-AS 1034162, DE-AS 2923064, DE-AS 3045190 wird die Reaktion des Ausgangsstoffes in der Verbrennungszone einer Flamme empfohlen. Bei nach diesem Prinzip arbeitenden Reaktoren kommt es neben einem schlecht kontrollierbaren Temperatureinfluß ebenfalls zu großen Verweilzeitunterschieden in der heißen Brennzone. Auch bei dieser Lösungsvariante ist ein Mehrfaches der Energie im Vergleich zur für den Ablauf der Reaktion erforderlichen Menge aufzubringen, um ein stabiles Flammengebilde zu erzielen. Des weiteren erhält man unkontrollierbare hydrothermale Bedingungen im Reaktionsraum.Furthermore, fluidized bed apparatuses for thermal shock treatment are proposed in numerous patents (DE-AS 1592140, DE-OS 2805906, SU-PS 517564). To ensure a stable operation of fluidized bed apparatus, a narrow grain fraction must be used, creating a number of technological problems. The behavior of fluidized bed reactors, which is similar to a continuous stirred tank, has a very unfavorable effect on the properties of the thermally activated products due to the large residence time spectrum and leads to their heterogeneous composition. In the patents US-PS 3222129, FR-PS 7909875, FR-PS 1488218, FR-PS 1364940, DE-AS 1034162, DE-AS 2923064, DE-AS 3045190 the reaction of the starting material in the combustion zone of a flame is recommended. When working on this principle reactors in addition to a poorly controllable temperature influence also leads to large residence time differences in the hot combustion zone. Also in this solution variant, a multiple of the energy compared to the amount required for the course of the reaction is applied in order to achieve a stable flame formation. Furthermore, one obtains uncontrollable hydrothermal conditions in the reaction space.
Ferner werden in den Patenten DE-AS 1176619, SU-PS 528733 und SU-PS 477113 Verfahren zur thermischen Aktivierung von Feststoffen beschrieben, bei denen die Verweilzeiten größer als die für Schockerhitzungen typischen sind, jedoch wesentlich kürzere Zeiträume einschließen als zum Herstellen gutkristallisierter Produkte benötigt werden. Daher sind hierbei hydrothermale Bedingungen nicht zu vermeiden, in deren Folge ein Ausheilen von Kristallgitterdefekten erfolgt, so daß die Reaktivität der entstehenden Produkte unzureichend ist.Further, the patents DE-AS 1176619, SU-PS 528733 and SU-PS 477113 describe methods of thermal activation of solids in which the residence times are greater than those typical of shock heating but involve much shorter time periods than needed to produce well crystallized products become. Therefore, in this case, hydrothermal conditions can not be avoided, as a result, a healing of crystal lattice defects takes place, so that the reactivity of the resulting products is insufficient.
Die Nachteile der bekannten technischen Lösungen bestehen somit darin, daß es nur schwer möglich ist, definierte und reproduzierbare Reaktionsbedingungen für den gesamten Prozeßablauf einzustellen. Andererseits sind die angebotenen Lösungswege sehr schwer technisch zu realisieren und energetisch aufwendig.The disadvantages of the known technical solutions thus consist in the fact that it is difficult to set defined and reproducible reaction conditions for the entire process sequence. On the other hand, the proposed solutions are very difficult to implement technically and energy consuming.
Ziel der Erfindung ist es, ein energetisch günstiges und daher ökonomisches Verfahren zur Herstellung von geringkristallisierten Feststoffpulvern zu entwickeln. Das Verfahren soll sich technologisch gut realisieren lassen und die Einstellung definierter Reaktionsbedingungen ermöglichen.The aim of the invention is to develop an energetically favorable and therefore economical process for the preparation of low crystallized solid powders. The process should be technologically easy to implement and allow the setting of defined reaction conditions.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von geringkristallinen Feststoffpulvern durch thermische Schockbehandlung zu entwickeln. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß pulverförmige Feststoff partikel während des kontinuierlichen Transports mit Hilfe eines Trägergasstroms in einem beheizten Rohr- oder Rohrbündelreaktor durch Strahlungsenergie schockartig erhitzt und dabei thermisch aktiviert und/oder partiell destrukturiert werden. Als Trägergas können inerte oder mit dem Feststoff reagierende Gase eingesetzt werden.The invention is based on the object to develop a suitable method for the production of low-crystalline solid powders by thermal shock treatment. The object is achieved in that powdery solid particles during the continuous transport by means of a carrier gas stream in a heated tube or tube reactor by radiation energy shock-like heated while thermally activated and / or partially destructed. As the carrier gas inert or reactive with the solid gases can be used.
Die Vorzüge der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß infolge eines kontinuierlichen Transports des Feststoffes durch den Reaktorraum hydrothermale Bedingungen weitestgehend vermieden werden, wodurch die Umwandlung des Ausgangsstoffes definiert und reproduzierbar zu einem geringkristallinen Reaktionsprodukt verläuft. Daher lassen sich in vorteilhafter Weise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise nahezu röntgenamorphe Aluminiumoxid-Übergangsformen darstellen. Desweiteren ist aus geeigneten Ausgangsstoffen beispielsweise die Herstellung röntgenamorpher AI2O3SiO2-Festkörper sowie schwermetallhaltiger Festkörperpulver möglich.The advantages of the solution according to the invention are that due to a continuous transport of the solid through the reactor space hydrothermal conditions are largely avoided, whereby the conversion of the starting material defines and runs reproducibly to a low-crystalline reaction product. Therefore, for example, almost X-ray amorphous alumina transition forms can advantageously be prepared by the process according to the invention. Furthermore, for example, the preparation of X-ray amorphous Al 2 O 3 SiO 2 solids and heavy metal-containing solid powder is possible from suitable starting materials.
Durch die Anwendung des Strahlungsprinzips zur Wärmeübertragung auf den Feststoff wird die eingesetzte Energiemenge im Vergleich zu anderen Verfahren optimal ausgenutzt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es im Gegensatz zu den bisher bekannten Lösungen in einfacher Art und Weise technisch realisierbar ist.By applying the radiation principle for heat transfer to the solid, the amount of energy used is optimally utilized in comparison to other methods. The inventive method is characterized in that it is technically feasible in a simple manner, in contrast to the previously known solutions.
Die Erfindung wird nachstehend durch die folgenden Ausführungsbeispiele näher beschrieben:The invention is described in more detail below by means of the following exemplary embodiments:
-2- 255798-2- 255798
BeispieMBeispieM
Entsprechend der Erfindung wird ein pulverförmiger Hydrargillit mit einem Wassergehalt von 2,97mol/mol AI2O3 und einer spezifischen Oberflächengröße von 5,5m2 · g~1 mittels eines Stickstoffstromes kontinuierlich durch einen beheizten Rohrreaktor transportiert. Die Temperaturverteilung weist über die Länge des Reaktors einen nahezu konstanten Verlauf auf. Mittels der /on der Rohrwandung abgestrahlten und von den Hydrargillitpartikeln direkt aufgenommenen Wärmeenergie werden diese beim Transport durch den Reaktorraum fast vollständig thermisch abgebaut. Dabei entsteht ein nahezu röntgenamorphes Abbaüprodukt, dessen Restwassergehalt 1,51 mol/mol AI2O3 beträgt und eine spezifische Qberflächengröße von 234m2 · g~1 aufweint; Dieses Produkt läßt sich vorteilhaft zu Katalysatortragern weiterverarbeiten,According to the invention, a pulverulent hydrargillite having a water content of 2.97 mol / mol Al 2 O 3 and a specific surface area of 5.5 m 2 × g -1 is continuously transported through a heated tubular reactor by means of a stream of nitrogen. The temperature distribution has a nearly constant course over the length of the reactor. By means of the thermal energy radiated from the tube wall and directly absorbed by the hydrargillite particles, they are almost completely thermally decomposed during transport through the reactor space. This produces an almost X-ray amorphous Abbaüprodukt whose residual water content of 1.51 mol / mol Al 2 O 3 and a specific Qberflächengröße of 234m 2 .g -1 aufweint; This product can be advantageously further processed to catalyst carriers,
Erfindungsgemäß wird ein homogenisiertes Feststoffgemisch aus Hydrargilfit mit einer spezifischen Oberflächengröße von 5j5m*·· g"1 und Silicagel (spezifische Oberflächengröße 420 m2 · g"1 in einem Molverhältnis SiO2: AI2O3 = 1:5 mittels eines Lüftstromes kontinuierlich durch einen beheizten Rohrreaktor transportiert. Die Feststoffpartikel werden dabei vollständig zu fast röntgenamorphen AI203-Si02-Festkörpem umgesetzt. Nach einer geeigneten Weiterverarbeitung entstehen Katalysatoren mit ausgezeichneten Eigenschaften.According to the invention, a homogenized mixture of solids from Hydrargilfit having a specific surface area of 5j5m * ·· g "1 and silica gel (specific surface area 420 m 2 · g" is 1 in a molar ratio of SiO 2: Al 2 O 3 = 1: 5 continuously by means of a Lüftstromes by The solid particles are thereby converted completely to almost X-ray amorphous Al 2 O 3 -SiO 2 solids.After suitable further processing, catalysts with excellent properties are formed.
Ein homogenisiertes Feststoffgemisch aus Hydrargillit und Silicagel in einem Molverhältnis 1:5 sowie Nickelcarbonat (3,5% Ni/molAI2O3) und Molybdänoxid (14% Mo03/molAI203) wird erfindungsgemäß thermisch aktiviert.A homogenized solid mixture of hydrargillite and silica gel in a molar ratio 1: 5 and nickel carbonate (3.5% Ni / molAl 2 O 3 ) and molybdenum oxide (14% Mo0 3 / molAI 2 0 3 ) is thermally activated according to the invention.
Das Abbauprodukt besitzt einen Glührückstand von 97,5% und eine spezifische Oberfläche von 235m2/g. 500g dieses Materials wurden in einem Kneter unter Zusatz von 2% konzentrierter HNO3 30 min plastifiziert und anschließend mit Hilfe einer ' Schneckenstrangpresse zu Extrudaten mit einem Durchmesser von 1,8mm verformt. Diese wurden vorgetrocknet und anschließend calciniert.The degradation product has a firing residue of 97.5% and a specific surface area of 235 m 2 / g. 500 g of this material were plasticized in a kneader with the addition of 2% concentrated HNO 3 30 min and then deformed by means of a screw extruder into extrudates with a diameter of 1.8 mm. These were predried and then calcined.
Dieser Katalysator wurde zur Entschwefelung einer Kohlenwasserstoffraktion eingesetzt. Der Schwefelgehalt wurde von 2,2%This catalyst was used to desulfurize a hydrocarbon fraction. The sulfur content was of 2.2%
auf 0,08% gesenkt: ,lowered to 0.08% :,
Das Prüfergebnis zeigt, daß der Entschwefelungsgrad den Anforderungen eines modernen Entschwefelungsverfahrens entspricht. .The test result shows that the degree of desulfurization meets the requirements of a modern desulphurisation process. ,
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD25579883A DD221160A1 (en) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | PROCESS FOR PREPARING LOW CRYSTALLINE SOLIDS POWDERS |
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DD25579883A DD221160A1 (en) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | PROCESS FOR PREPARING LOW CRYSTALLINE SOLIDS POWDERS |
Publications (1)
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DD221160A1 true DD221160A1 (en) | 1985-04-17 |
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ID=5551199
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DD25579883A DD221160A1 (en) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | PROCESS FOR PREPARING LOW CRYSTALLINE SOLIDS POWDERS |
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DD (1) | DD221160A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002085517A1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-10-31 | Umicore Ag & Co.Kg | Process and apparatus for the thermal treatment of pulverulent substances |
-
1983
- 1983-10-20 DD DD25579883A patent/DD221160A1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2002085517A1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-10-31 | Umicore Ag & Co.Kg | Process and apparatus for the thermal treatment of pulverulent substances |
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