DE102007003744A1 - Verfahren und thermischer Reaktor zur Herstellung von Partikeln - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen thermischen Reaktor (1) zur Herstellung von Partikeln (P), umfassend mindestens einen Reaktionsraum (2, 2'), wobei einem der Reaktionsräume (2, 2') durch einen Heißgaseinlass (3) periodisch ein Heißgasstrom (HGS) zuführbar ist und wobei diesem Reaktionsraum (2, 2') zusammen mit dem Heißgasstrom (HGS) durch den Heißgaseinlass (3) oder separat durch mindestens einen Zuführungspunkt (5.1 bis 5.n) ein Rohstoffgemenge (RG) zuführbar ist und wobei aus mindestens einer Rohstoffkomponente (RK) des Rohstoffgemenges (RG) gebildete Partikel (P) durch einen Auslass (6) aus diesem Reaktionsraum (2, 2') abführbar oder einem weiteren der Reaktionsräume (2, 2') zuführbar sind und wobei eine Frequenz der periodischen Zuführung des Heißgasstroms (HGS) durch mindestens ein steuerbares erstes Ventil (4) am Heißgaseinlass (3) oder diesem vorgelagert und/oder durch eine periodische Verbrennung mindestens eines den Heißgasstrom (HGS) bildenden Energieträgers (ET) und/oder mindestens einer der als Energieträger (ET) verwendeten, den Heißgasstrom (HGS) bildenden Rohstoffkomponenten (RK) mit steuerbarer Verbrennungsfrequenz in mindestens einem dem Heißgaseinlass (3) vorgelagerten Brennraum (8) vorgebbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen thermischen Reaktor, insbesondere einen thermischen Reaktor zur Herstellung feinteiliger Partikel. Solche Partikel weisen typischerweise mittlere Korngrößen von 10 nm bis 100 μm auf, schließen also auch nanoskalige Partikel (auch Nanopartikel genannt) mit Korngrößen kleiner 100 nm mit ein.
  • Im Weiteren wird unter feinteiligen Partikeln eine Partikelgröße von < 100 μm verstanden. Definitionsgemäß wird damit der spezielle Bereich der so genannten Nanopartikel (Partikelgröße < 100 nm) mit eingeschlossen. Weiterhin werden Pulver mit einem mittlerem Partikeldurchmesser < 100 μm als feinteilige Pulver bezeichnet.
  • Zur Herstellung von feinteiligen Pulvern haben sich im Wesentlichen die folgenden Herstellungsverfahren etabliert; chemische Herstellung in Lösungen (z. B. Sol-Gel-Methode), Herstellung im Plasma, Herstellung aus der Gasphase (Aerosolprozess). Je nach Einsatzgebiet der feinteiligen Pulver ist meist eine genau definierte und enge Partikelgrößenverteilung feinteiligenerforderlich. Abhängig von der chemischen Natur der gewünschten Pulver eignet sich das eine oder andere Verfahren besser, um ein gutes Ergebnis zu erreichen.
  • Zur Herstellung von feinteiligen Oxid- oder Mischoxid- Pulver hat sich das Pulsationsreaktor-Verfahren aufgrund verfahrenstechnischer Besonderheiten als besonders geeignet erwiesen. Der Pulsationsreaktor unterscheidet sich anderen Verfahren grundsätzlich dadurch, dass ein pulsierender Heißgasstrom erzeugt wird. In diesen Heißgasstrom wird die Rohstoffmischung eingebracht, wobei diese durch die thermoschockartige Zersetzungsreaktion in wenigen Millisekunden umgewandelt wird.
  • Ein deutlich erhöhter Wärmeübergang resultiert aufgrund der hohen Strömungsturbulenzen bedingt durch die pulsierende Verbrennung. Dieser erhöhte Wärmeübergang ist entscheidend für den Ablauf der Phasenreaktion im Material und für einen vollständigen Umsatz innerhalb kurzer Verweilzeiten ist.
  • Das Wirkprinzip des Pulsationsreaktors gleicht dabei dem eines akustischen Hohlraumresonators, der aus einem Brennraum, einem Resonanzrohr, das einen gegenüber dem Brennraum deutlich verminderten Strömungsquerschnitt aufweist besteht. Aus der WO 02/072471 bzw. aus der DE 10 2004 044 266 A1 sind Pulsationsreaktoren bekannt. Bei den dort beschriebenen Pulsationsreaktoren ist der Brennraum eingangsseitig mit einem oder mehreren Aeroventilen zum Eintritt von Brenngasgemischen ausgestattet. Der Brennstoff sowie die notwendige Verbrennungsluft gelangen gemeinsam (vorgemischt in einer Vorgeschalteten Mischkammer) über die Ventile in den Brennraum und werden dort gezündet, verbrennen sehr schnell und erzeugen eine Druckwelle in Richtung des Resonanzrohres, da der Gaseintritt durch die aerodynamische Ventile bei Überdruck weitgehend verschlossen wird. Durch ein infolge der Verbrennung in das Resonanzrohr ausströmendes Heißgas wird der Überdruck im Brennraum reduziert, so dass durch die Ventile neues Brenngasgemisch nachströmt und selbst zündet. Dieser Vorgang des Schließens und Öffnens der Ventile durch Druck und Unterdruck erfolgt selbst regelnd periodisch. Der pulsierende Verbrennungsprozess im Brennraum setzt mit der Ausbreitung einer Druckwelle im Resonanzrohr Energie frei und regt dort eine akustische Schwingung an. Derartige pulsierende Strömungen sind durch einen hohen Turbulenzgrad gekennzeichnet. Die hohen Strömungsturbulenzen verhindern den Aufbau einer Temperaturhülle um die sich aus der Rohstoffmischung bildende Partikel, wodurch ein höherer Wärmeübertrag, d. h. eine schnellere Reaktion bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen, möglich ist. Die dadurch bedingten kurzen Verweilzeiten der Partikel im Reaktor führen zu einem besonders hohen Materialdurchsatz. Typischerweise liegt die Verweilzeit bei we niger als einer Sekunde. Zudem erreicht ein besonders großer Anteil der gebildeten Partikel eine gewünschte sphärische Form. Die schnelle Reaktion führt weiterhin bei der Ausbildung der festen Phase der Partikel zu einem hohen Anteil an Gitterfehlordnungen und infolgedessen zu einer hohen Reaktivität der Partikel. Zur Abscheidung von Reaktionsprodukten aus dem Heißgasstrom dient eine geeignete Abscheideinrichtung für Feinstpartikel.
  • Als Rohstoffkomponenten für die Herstellung der Partikel kommen unterschiedliche anorganische und/oder organische Stoffe in Betracht. Die Rohstoffmischung kann dabei in fester Form oder in Form einer Rohstofflösung, Rohstoffdispersion oder Rohstoffsuspension dem Reaktor, zum Beispiel durch feines Verdüsen, zugeführt werden. Besonders feinteilige Partikel werden bei dem Pulsationsreaktor – Verfahren beispielsweise erhalten, wenn eine Rohstoffmischung bestehend aus metallorganischen Verbindungen und organischen Lösungsmitteln eingesetzt wird. Besonders sphärische Partikel werden erhalten, wenn eine Emulsion oder Dispersion aus der Rohstoffmischung und mindestens einer damit nicht mischbaren Phase hergestellt und in den Pulsationsreaktor aufgegeben wird.
  • Nachteil der bestehenden Pulsationsreaktor–Technologie ist, dass der Durchsatz von hochkalorischen Rohstoffmischungen limitiert ist. Als hochkalorische Rohstoffmischungen sollen hier Rohstoffmischungen verstanden werden, die einen unteren Heizwert von mehr als 4 MJ/kg beinhalten. Erdöl besitzt beispielsweise einen Heizwert von ca. 43 MJ/kg. Der (untere) Heizwert ist dabei die bei einer Verbrennung maximal nutzbare Wärmemenge, bei der es nicht zu einer Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes kommt, bezogen auf die Menge des eingesetzten Brennstoffs. Bei Einsatz solcher hochkalorischer Rohstoffmischungen kommt es durch den Verbrennungsprozess im Reaktor zur Freisetzung der kalorischen Energie. Dies führt zur Erhöhung der Prozesstemperatur des Heißgasstromes.
  • Durch die Reduzierung der Brennstoffaufgabe (Brenngas) kann dieser Temperaturerhöhung teilweise entgegengewirkt werden. Da jedoch die pulsierende Heiß gasströmung aufgrund der pulsierenden Verbrennung basierend auf der Gestaltung des Brennraumes mit aerodynamischen Ventilen erzeugt wird, führt eine Reduzierung der Brennstoffmenge zunächst zu einer reduzierten Amplitude der pulsierenden Heißgasströmung. Damit verbunden ist die Verringerung des Turbulenzgrades der Heißgasstrom, welche jedoch gerade die gewünschte Besonderheit des Pulsationsreaktor – Verfahrens darstellt. Bei Unterschreitung einer notwendigen Brennstoffmenge bricht die pulsierende Heißgaserzeugung letztlich in sich zusammen.
  • Die gewünschte Prozesstemperatur (Behandlungstemperatur) ergibt sich im Pulsationsreaktor entsprechend aus der Erzeugung des pulsierenden Heißgasstromes (Brennstoffmenge) und des kalorischen Wärmeinhaltes der Rohstoffmischung. Aus diesem Zusammenhang ergeben sich typische Aufgabemenge aus dem technischen Betrieb des Pulsationsreaktors für eine wässrige Salzlösung als Rohstofflösung von ca. 60 kg/h und einer Rohstoffmischung bestehend aus metallorganischen Verbindungen in organischen Lösungsmitteln bzw. für den Einsatz von Rohstoffemulsionen von ca. 15 kg/h. Eine niedrigere Aufgabemenge (Durchsatz) steigert die spezifischen Produktionskosten.
  • Ein weiterer bekannter Nachteil der Pulsationsreaktor–Technologie ist, dass die Frequenz der pulsierenden Heißgasströmung nicht direkt beeinflusst bzw. eingestellt werden kann. Die wesentlichen Einflussgrößen auf die Frequenz der pulsierenden Heißgasströmung sind die Geometrie des Reaktors (Helmholzresonators), Art und Menge der Rohstoffmischung sowie die Prozesstemperatur. Die Geometrie des Reaktors ist feststehend. Indirekt kann entsprechend die Frequenz über die Prozesstemperatur variiert werden, wobei diese im technischen Betrieb durch die notwendige Behandlungstemperatur im Wesentlichen vorgegeben ist. De facto kann die Frequenz der pulsierenden Heißgasströmung derzeit nicht eingestellt werden. Da jedoch gerade dieser pulsierende Heißgasstrom die besonderen Reaktionsbedingungen im Reaktor erzeugt, reduziert die nicht variierbare Frequenz der pulsierenden Heißgasströmung die Leistungsstärke des Reaktors.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren und einen thermischen Reaktor zur Herstellung von feinteiligen Partikeln anzugeben, bei dem ein Rohstoffgemenge in einem pulsierenden Heißgasstrom behandelt wird, sich im pulsierenden Heißgasstrom aus dem Rohstoffgemenge die feinteiligen Partikel bilden, wobei die Frequenz der pulsierenden Heißgasströmung einstellbar ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen thermischen Reaktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein erfindungsgemäßer thermischer Reaktor zur Herstellung von Partikeln umfasst mindestens einen Reaktionsraum, wobei einem der Reaktionsräume durch einen Heißgaseinlass periodisch ein Heißgasstrom zuführbar ist. Zusammen mit dem Heißgasstrom durch den Heißgaseinlass oder separat durch einen Zuführungspunkt ist diesem Reaktionsraum ein Rohstoffgemenge zuführbar, das mindestens eine Rohstoffkomponente umfasst. Aus mindestens einer der Rohstoffkomponenten werden im Heißgasstrom Partikel gebildet und durch einen Auslass aus diesem Reaktionsraum abgeführt oder einem weiteren der Reaktionsräume zugeführt. Durch mindestens ein steuerbares erstes Ventil am Heißgaseinlass oder diesem vorgelagert und/oder durch eine periodische Verbrennung mindestens eines den Heißgasstrom bildenden Energieträgers und/oder mindestens einer der als Energieträger verwendeten, den Heißgasstrom bildenden Rohstoffkomponenten mit steuerbarer Verbrennungsfrequenz in mindestens einem dem Heißgaseinlass vorgelagerten Brennraum ist eine Frequenz der periodischen Zuführung des Heißgasstroms vorgebbar. Eine gegebenenfalls vorhandenen Verbindung zwischen dem Brennraum und dem Reaktionsraum soll als Teil des Reaktionsraums betrachtet werden. Ein so gestalteter thermischer Reaktor, der nach dem beschriebenen Verfahren betrieben wird, vereint die aus dem Stand der Technik bekannten Vorzüge einer Partikelbildung in einem pulsierenden Heißgasstrom mit der Mög lichkeit, eine Frequenz des pulsierenden Heißgasstroms unabhängig von der Geometrie des Reaktionsraumes und vom kalorischen Inhalt des Rohstoffgemenges vorzugeben. Durch die vorgegebene periodische Zuführung des Heißgasstroms in den Reaktionsraum ist auch der Einsatz hochkalorischer Rohstoffgemenge möglich ohne dass die Brennstoffzufuhr so gedrosselt werden muss, dass das Pulsieren des Heißgasstroms wesentlich in seiner Amplitude beeinflusst wird oder zusammenbricht. Die Partikelbildung kann bereits im Brennraum beginnen.
  • Der Brennraum ist ein Reaktionsraum, in den der Energieträger periodisch oder kontinuierlich eingebracht und zur Zündung gebracht wird. Dabei bildet sich der Heißgasstrom, der gasförmige Komponenten, aber auch zusätzlich feste und/oder flüssige Komponenten aufweisen kann.
  • Die gebildeten Partikel werden vorzugsweise in einem Filter, das einem der Reaktionsräume nachgelagert ist, abgeschieden.
  • Als Energieträger sollen Stoffe mit hohem kalorischem Inhalt verstanden werden, die bei einer thermischen Umsetzung eine Reaktionswärme liefern. Darunter zählen beispielsweise typische feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe. Die dabei freiwerdende Wärmeenergie erzeugt die Behandlungstemperatur im Heißgas.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform stellt mindestens eine der Rohstoffkomponenten zumindest teilweise den Energieträger für den Prozess dar, ist also eine hochkalorische Rohstoffkomponente z. B. in der Form eines Feststoffes, einer Flüssigkeit oder eines Gases. Dabei sind zunächst alle zur Bildung der Partikel notwendigen Rohstoffkomponenten im Rohstoffgemenge enthalten. Zusätzlich kann das Rohstoffgemenge Hilfskomponenten als Rohstoffkomponenten enthalten, beispielsweise Lösemittel, insbesondere organische Lösemittel. Ein Beispiel für ein solches hochkalorisches Rohstoffgemenge ist die Kombination aus metallorganischen Verbindungen und organischen Lösungsmitteln, ein anderes Beispiel sind Rohstoffgemenge in der Form von Rohstoffdispersionen oder -emulsionen, die als Hilfskomponente ein Dispergens enthalten, das als hochkalorische organische Komponente ausgebildet sein kann.
  • Die Herstellung einer Rohstoffdispersion, Rohstoffsuspension oder Rohstoffemulsion ist eine Möglichkeit zur Einstellung der Partikelgröße. Unter einer Dispersion soll ein Gemenge aus mindestens zwei Stoffen verstanden werden, die nicht oder kaum miteinander mischbar sind. Einer der Stoffe (disperse Phase) wird dabei möglichst fein in einem anderen der Stoffe (Dispergens) verteilt. Eine Suspension ist eine Dispersion bei der die disperse Phase ein Feststoff und das Dispergens eine Flüssigkeit ist. Unter einer Emulsion wird ein fein verteiltes Gemenge zweier verschiedener (normalerweise nicht miteinander mischbarer) Flüssigkeiten ohne sichtbare Entmischung verstanden. Die so genannte innere Phase (disperse Phase) liegt dabei in kleinen Tröpfchen verteilt in der so genannten äußeren Phase (kontinuierliche Phase, Dispersionsmittel, Dispergens) vor. Emulsionen gehören somit zu den dispersen Systemen, sind also ein Spezialfall einer Dispersion. Ein weiterer Bestandteil aller Emulsionen ist ein Emulgator, der die Energie der Phasengrenze senkt und so einer Entmischung entgegenwirkt. Zur Stabilisierung nicht mischbarer Flüssigkeiten können grenzflächenaktive Substanzen, wie Emulgatoren, Tenside, hinzugegeben werden. Sie verhindern, dass sich das Gemenge wieder in seine Bestandteile trennt. Weitere Spezialfälle von Dispersionen sind Gels, Aerosole, Schäume und Kolloide. Disperse Systeme können auch verschachtelt auftreten. So kann beispielsweise die disperse Phase einer Dispersion selbst eine Dispersion sein.
  • Der Einsatz von Rohstoffdispersionen bzw. Rohstoffemulsionen führt zu feinteiligen Pulvern mit besonders sphärischen Partikeln und einer besonders engen Partikelgrößenverteilung. Der Fachmann kann dabei ohne Weiteres aus dem reichhaltigen Angebot an Hilfsstoffen zur Herstellung von Dispersionen bzw. Emulsionen bestimmte Gruppen oder einzelne Vertreter für die jeweiligen Anwendungszweck auswählen und durch Routineversuche die Anwendung bezüglich der jeweiligen Anforderung optimieren.
  • Liegt die kalorische Energie des Rohstoffgemenges unter dem notwendigen Wärmeinhalt zum Erreichen der gewünschten Prozesstemperatur im Reaktionsraum, kann dem Rohstoffgemenge vor oder während der Aufgabe in den Brennraum durch mindestens eine Brennraumeinlassöffnung ein zusätzlicher Energieträger in Form eines Gases oder einer Flüssigkeit zugegeben werden. Als Brenngas eignet sich grundsätzlich jedes Gas, das zur Heißgaserzeugung geeignet ist. Vorzugsweise wird Erdgas und/oder Wasserstoff verwendet. Alternativ kann auch Propan oder Butan oder Gemische aus verschiedenen Brennstoffen als Energieträger verwendet werden. Die Mischung des Rohstoffgemenges und des zusätzlichen Energieträgers kann zum Beispiel in einer der Brennraumeinlassöffnung vorgeschalteten Mischkammer erfolgen.
  • Der Energieträger (hochkalorische Komponente) gelangt bevorzugt periodisch in den Brennraum. Dort erfolgt die Zündung des Energieträgers. Die Zündung kann allein aufgrund der im Brennraum vorherrschenden hohen Temperaturen, gegebenenfalls in Kombination mit hohen Drücken (vergleichbar Motoren) durch Selbstzündung und/oder durch eine zusätzliche Zündquelle erfolgen. Die Zündquelle kann dabei kontinuierlich brennen (Zündflamme, Zündbrenner, Stützflamme) oder periodisch zugeschaltet werden. Neben einer kontinuierlichen Zündflamme kommen beispielsweise in Betracht: Glühkerzen, Zündkerzen, elektrisch beheizte Glühdrähte oder Glühgitter.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Energieträger dem Brennraum über eine als Düse ausgebildete Brennraumeinlassöffuung zugeführt. Die Art der Düse ist abhängig von den spezifischen Bedingungen des Rohstoffgemenges sowie von den gewünschten Prozessparametern. Durch die Art der Düse können die Tröpfchengröße, die Tröpfchengrößenverteilung sowie die Verteilung der Tröpfchen im Brennraum bzw. Reaktionsraum eingestellt werden. Verwendung finden können zum Beispiel Ein- und Zweistoffdüsen, Lochdüsen, Mehrloch-Einspritzdüse, Zapfendüsen. Vorteil der Verwendung einer Düse ist die Aufgabe von fein verteilten Tröpfchen die Aufgrund ihrer hohen Oberfläche eine schnelle Reaktionsumsetzung gewährleisten.
  • Der an der Düse anliegende Druck ist, wie die Bauart der Düse selber, eine maßgebliche Einflussgröße auf die Tröpfchengröße, die Tröpfchengrößenverteilung sowie die Verteilung der Tröpfchen im Brennraum bzw. Reaktionsraum. Bei höheren Drücken werden beispielsweise prinzipiell kleinere Tropfengrößen erreicht. Der Druck wird durch eine Pumpe oder ein Pumpensystem erzeugt und ist vorzugsweise variabel einstellbar.
  • Der Brennraum ist typischerweise als ein geschlossenes Gefäß gebildet, welches mindestens eine Brennraumeinlassöffnung für den Energieträger und/oder für das Rohstoffgemenge und/oder für mindestens eine weitere gasförmige Komponente (z. B. Reaktionsgase) aufweist. Ausgangsseitig weist der Brennraum eine Öffnung für das Ausströmen des Heißgasgemisches auf, die den Heißgaseinlass des Reaktionsraums bildet oder zu diesem führt.
  • Der Brennraum weist vorzugsweise Strömungselemente auf, die zur zusätzlichen Verwirbelung der Reaktionskomponenten im Brennraum und endlich zu homogeneren Reaktionsbedingungen über den Brennkammerquerschnitt betragen.
  • Die Form des Brennraumes beeinflusst den Verbrennungsprozess und damit die resultierenden Eigenschaften der Partikel. Für eine geringe Schwankungsbreite in der Partikelqualität muss der Brennraum derartig gestaltet werden, dass nahezu gleiche Reaktionsbedingungen an jedem Punkt im Innenraum vorliegen. Dabei ist die Abstimmung der Brennkammergeometrie mit der eingesetzten Düse sowie weiteren angewandten Reaktionsparametern (zum Beispiel Düsendruck) erforderlich.
  • Die ausgangsseitige Öffnung des Brennraumes zum Entweichen des Heißgasstroms, d. h. der Heißgaseinlass des Reaktionsraums, kann unverschlossen, aber auch periodisch verschließbar sein, beispielsweise durch ein steuerbares erstes Ventil.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform stellt der Brennraum einen zylindrischen Raum dar. Die Brennraumeinlassöffnung oder die Brennraumeinlassöffnungen, zum Beispiel Magnetventile, wird bzw. werden periodisch geöffnet und geschlossen. Ausgangsseitig ermöglicht eine konische Öffnung den Heißgasaustritt, wobei dieser nicht verschließbar ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Brennraum der Brennraum eines Zylinders eines herkömmlichen Verbrennungsmotors, beispielsweise eines Hubkolbenmotors oder eines Rotationskolbenmotors. Er weist neben den eingangsseitigen Brennraumeinlassöffnungen für Energieträger und/oder Rohstoffgemenge und/oder zusätzliche gasförmige Komponenten (beispielsweise als zweites Ventil gebildet) einen beweglichen Kolben auf. Der Heißgasaustritt erfolgt periodisch, ebenfalls über ein als Heißgaseinlass des Reaktionsraums fungierendes erstes Ventil. Die Arbeitsweise eines solchen Motor ist typischerweise zyklisch, bei einem Hubkolbenmotor beispielsweise in mehreren, z. B. zwei oder meist vier Takten. Es können mehrere dieser Brennräume in der Form mehrerer Zylinder des Verbrennungsmotors parallel angeordnet sein, deren Heißgase gegebenenfalls über ein jeweils eigenes erstes Ventil ausgestoßen, in einer Art Abgaskrümmer zusammengeführt und dem Reaktionsraum zugeführt werden. Die Strecke von den ersten Ventilen über den Abgaskrümmer bis zum Reaktionsraum kann dabei als Heißgaseinlass betrachtet werden.
  • Im Folgenden ist ein typischer Ablauf der Vorgänge in einem Zylinder eines solchen Verbrennungsmotors dargestellt, der in dieser bevorzugten Ausführungsform gleichfalls im Brennraum des thermischen Reaktors abläuft. Es existieren eine Reihe unterschiedlicher Verbrennungsmotoren, die sich prinzipiell ebenfalls für das Verfahren zur Herstellung der Partikel eignen. Beim 1. Takt erfolgt das Ansaugen von Verbrennungsluft als einer weiteren gasförmigen Komponente, gegebenenfalls in Kombination mit weiteren gasförmigen Komponenten (Prozessgasen). Dazu steht der Kolben im oberen Totpunkt und beginnt sich abwärts zu bewegen. Das als zweites Ventil dienende Einlassventil an der Brennraumeinlassöffnung öffnet und die Verbrennungsluft wird in den Zylinder (hier Brennraum) gesaugt. Wenn der Kolben den unteren Totpunkt erreicht, wird das zweite Ventil geschlossen. Beim 2. Takt wird das sich im Zylinder (hier Brennraum) befindliche Gas bzw. Gasgemisch durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens verdichtet. Ist der Kolben nahe am oberen Totpunkt angelangt, wird der Energieträger mit dem Rohstoffgemenge eingespritzt, beispielsweise durch eine als Düse gebildete Brennraumeinlassöffnung. Der Energieträger entzündet sich, gegebenenfalls mit Hilfe einer Zündkerze. Beim 3. Takt erfolgen die Ausdehnung des durch die Verbrennung entstehenden Heißgases und damit die Abwärtsbewegung des Kolbens. Im 4. Takt wird zunächst das als erstes Ventil dienende Auslassventil geöffnet und durch eine erneute Aufwärtsbewegung des Kolbens strömt des Heißgas aus. Das Auslassventil schließt, kurz nachdem der Kolben den oberen Totpunkt erreicht hat. Bei einem derart konstruierten Brennraum können besonders feinteilige Partikel hergestellt werden, da durch den hohen Druck im Brennraum besonders feinteilige Tröpfchen gebildet werden, aus denen im Weiteren die feinteiligen Partikel gebildet werden. Es wurde festgestellt, dass die gezielte Produktion von feinteiligen Pulvern mit einer sehr homogenen Produktqualität technologisch möglich ist, wenn die Brennraumeinlassöffnung (zweites Ventil), der Brennraum sowie der Kolben an den im Vergleich zu Benzin oder Diesel äußerst hohen Feststoffanteil angepasst werden.
  • Als Verbrennungsluft wird beispielsweise Umgebungsluft verwendet, alternativ kann Sauerstoff oder ein Gemisch aus beiden eingesetzt werden. Daneben kann die Gasatmosphäre im Brennraum durch Zugabe weiterer gasförmiger Komponenten, zum Beispiel CO2, gezielt eingestellt werden und bietet damit eine weitere Steuerungsgröße zum Einstellen der Reaktionsparameter bei der thermischen Herstellung und Behandlung der feinteiligen Partikel. Die gasförmigen Komponenten können dem Brennraum separat und/oder gemeinsam mit dem Energieträger und/oder dem Rohstoffgemenge zugeführt werden. Bei gemeinsamer Aufgabe des Rohstoffgemenges und/oder des Energieträgers kann deren Vermischung beispielsweise in einer vorgeschalteten Mischkammer oder einer Mischdüse erfolgen.
  • Die periodische Zuführung des Energieträgers in den Brennraum, die folgende Zündung des Energieträgers, die anschließende zumindest partielle thermische Umsetzung des Energieträgers (Verbrennung) mit der damit verbundenen Entstehung des Heißgasgemisches (Volumenzunahme) und das anschließende Ausströmen des Heißgasgemisches führt zu einem pulsierenden Heißgasstrom im Reaktionsraum.
  • Die Verbrennungsfrequenz im Brennraum liegt vorzugsweise in einem Bereich von 3 Hz bis 200 Hz, insbesondere 10 Hz bis 100 Hz und kann beispielsweise über die Steuerung der periodischen Zuführung des Energieträgers variiert werden. In diesem Frequenzbereich können die verfahrenstechnischen Parameter besonders stabil über längere Zeit gesteuert und damit eine gleich bleibende Produktqualität sichergestellt werden.
  • Der pulsierende Heißgasstrom wird aus dem Brennraum durch den Heißgaseinlass in mindestens einen sich an den Brennraum anschließenden Reaktionsraum eingeleitet. Unter einem Reaktionsraum soll hierbei jedes Gebilde verstanden werden, welches zumindest eine Verweilzeit des im Brennraum erzeugten Heißgasstroms von der Erzeugung bis zum Filter verlängert. Die Gestaltung des Reaktionsraumes hängt dabei von der Art der gewünschten thermischen Behandlung des Rohstoffgemenges bzw. der sich daraus bildenden feinteiligen Pulver ab. Dabei kann eine Kopplung mehrer verschiedener Reaktionsräume für eine stufige thermische Behandlung vorteilhaft sein. Bedingt durch die gewählte Geometrie in Verbindung mit der gewählten Prozessführung kann einer der Reaktionsräume auch als Trocknungsraum, als Kalzinationsraum und/oder als Phasenumwandlungsraumraum benutzt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der angeschlossene Reaktionsraum ein rohrähnliches Gebilde, wobei Auslass und/oder Heißgaseinlass konisch ausgeführt werden können. Der Durchmesser sowie die Rohrlänge bestimmen dabei im Wesentlichen die Verweilzeit des Heißgasstromes in diesem Reaktionsraum und können entsprechend an die notwendigen Reaktionsbedingungen angepasst werden.
  • Die Zuführung des Rohstoffgemenges in den thermischen Reaktor erfolgt entweder
    • – periodisch (pulsierend) in den Brennraum, dabei kann eine Rohstoffkomponente selbst als wesentlicher Energieträger dienen, gegebenenfalls gemeinsam mit einem oder mehreren zusätzlichen Energieträgern, wie beispielsweise Erdgas, Diesel, Petroleumbenzin etc. oder
    • – kontinuierlich in den Brennraum und/oder den angeschlossenen Reaktionsraum, zum Beispiel durch feines Einsprühen, dabei wird mindestens ein Energieträger, wie beispielsweise Erdgas, Diesel, Petroleumbenzin etc., periodisch dem Brennraum zur Erzeugung der pulsierenden Verbrennung zugeführt.
  • Zur Zuführung des Rohstoffgemenges an unterschiedlichen Positionen des thermischen Reaktors (Brennraum, Reaktionsraum) weist diese verschiedene Zuführungspunkte auf. Die Wahl des Zuführungspunktes beeinflusst maßgeblich die thermische Behandlung des Rohstoffgemenges bzw. der sich daraus bildenden feinteiligen Partikel und somit die Eigenschaften der feinteiligen Pulver. Damit stellt die Wahl des Zuführungspunktes eine maßgebliche Steuergröße für die Produkteigenschaften dar.
  • Das Rohstoffgemenge kann in Form von festen Rohstoffen, als Rohstofflösung, Rohstoffsuspension, Rohstoffdispersion oder Rohstoffemulsion eingebracht, beispielsweise gesprüht oder zerstäubt werden. Zudem können die Rohstoffe oder Rohstoffmischungen in gasförmiger Form in den thermischen Reaktor eingeleitet werden. Dazu werden die Rohstoffe bzw. das Rohstoffgemenge zunächst außerhalb des beschriebenen thermischen Reaktors in die Gasphase überführt, z. B. durch einen Verdampfer und dem thermischen Reaktor zugeführt. Es besteht dabei auch die Möglichkeit der Kombination verschiedener Zuführungsformen.
  • Im Falle eines Feststoffes oder Gels als Rohstoff oder Rohstoffgemenge wird das Material bevorzugt über ein Fallrohr von oben in den Reaktionsraum zugeführt. Beispielsweise werden der Feststoff und/oder das Gel entgegen dem Strömungssinn des Heißgasstroms aufgegeben. Durch die Länge des Fallrohres kann der Aufgabeort und somit die Verweilzeit des Feststoffes variiert werden.
  • Im Falle einer Rohstofflösung, Rohstoffsuspension, Rohstoffdispersion oder Rohstoffemulsion als Rohstoffgemenge erfolgt die Produktaufgabe bevorzugt mittels einer Düse, beispielsweise durch eine Zweistoffdüse oder Hochdruckeinspritzdüse. Die Art der Düse beeinflusst die Töpfchenausbildung und somit die resultierende Partikelform bzw. Partikelgrößenverteilung. Die Einsprührichtung bezüglich des pulsierenden Heißgasstroms kann zum Beispiel Prozessparameter, wie Verweilzeit und Turbulenzgrad, beeinflussen. Ebenfalls wird das Sprühbild, insbesondere die Tröpfchengrößenverteilung beeinflusst. Damit stellt die Wahl der Einsprührichtung eine bedeutende Steuergröße für die Verweilzeit, Turbolenzgrad und Partikelgrößenverteilung dar.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Einsprührichtung im Strömungssinn des Heißgasstromes, beispielsweise bei einem Zuführungspunkt im Brennraum oder im Reaktionsraum, gewählt. Damit wird der pulsierende Heißgasstrom am geringsten beeinflusst.
  • In einer anderen bevorzugten Ausfürungsform wird das Rohstoffgemenge durch die Düse gegen die Strömungsrichtung des Mittelstroms des pulsierenden Heißgases, insbesondere in den Reaktionsraum eingesprüht. Die Aufgabe kann weiter in jedem beliebigen Winkel zum Strömungssinn des Heißgasstroms erfolgen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Rohstoffgemenge periodisch in den Brennraum des thermischen Reaktors aufgegeben. Mindestens eine der Rohstoffkomponenten dient dabei als wesentlicher Energieträger für den Pro zess. Gegebenenfalls können dem Rohstoffgemenge weitere Energieträger beigemischt werden.
  • Zur Bildung des Rohstoffgemenges werden zunächst Rohstoffkomponenten im entsprechenden stöchiometrischen Verhältnis kombiniert. Als Rohstoffkomponenten für die Herstellung der Partikel kommen beispielsweise anorganische und/oder organische Stoffe wie Nitrate, Chlorite, Carbonate, Hydrogencarbonate, Carboxylate, Alkoholate, Acetate, Oxalate, Citrate, Halogenide, Sulfate, metallorganische Verbindungen, Hydroxide oder Kombinationen dieser Stoffe in Betracht. Diese Stoffe sind die Basiskomponenten des Rohstoffgemenges. Einsatz können feste und/oder flüssige Rohstoffkomponenten finden.
  • Zur Herstellung von Rohstoffmischungen in Form von Lösungen bzw. Suspensionen werden gegebenenfalls Hilfskomponenten als weitere Rohstoffkomponenten benötigt. Zur Bildung einer Lösung wird ein Lösungsmittel als Hilfskomponente hinzugefügt, in dem die beispielsweise feste Basiskomponente gelöst wird.
  • Es können weitere Hilfskomponenten, wie beispielsweise Tenside, zu Reduzierung der Oberflächenenergie zu flüssigen Rohstoffgemengen zugegeben werden. Damit kann die Tropfengröße beim Einsprühen des Rohstoffgemenges in den thermischen Reaktor beeinflusst und eingestellt werden.
  • Weiterhin kann eine organische und/oder anorganische kalorische Komponente als Rohstoffkomponente bzw. Hilfskomponente zugegeben werden. Damit ist eine Komponente gemeint, die in einem thermischen Prozess zusätzlich kalorische Energie innerhalb des sich bildenden Partikels und/oder im Bereich zwischen den Partikeln freisetzt und damit beispielsweise eine Phasenbildung beschleunigt oder durch eine explosionsartige thermische Umsetzung zum Zerreißen der aufgegebenen Tröpfchen führt. Durch die Aufgabe bzw. thermische Behandlung kleinerer Tröpfchen bilden sich zunächst Partikel mit kleinerem Partikeldurchmesser.
  • Eine besonders enge und definierte Kornverteilung der Partikel kann beispielsweise durch einen ein- oder mehrstufigen nasschemischen Zwischenschritt vor der thermischen Behandlung im thermischen Reaktor erreicht werden. Dazu kann über die Art und Weise und die Prozessführung des nasschemischen Zwischenschritts, beispielsweise über eine so genannte Cofällung, die Partikelgröße zunächst im Rohstoffgemenge eingestellt werden. Bei der Einstellung der Partikelgröße ist zu beachten, dass sie durch den folgenden thermischen Prozess verändert werden kann. Für den nasschemischen Zwischenschritt eines wässrigen und/oder alkoholischen Rohstoffgemenges können bekannte Methoden wie beispielsweise Cofällung oder Hydroxidfällung angewandt werden.
  • Die notwendige thermische Behandlungstemperatur des Rohstoffgemenges bzw. der sich daraus bildenden feinteiligen Partikel ist grundsätzlich spezifisch für die herzustellenden feinteiligen Pulver. Der thermische Reaktor weist deshalb zumindest in Teilen ein variables und beeinflussbares Temperaturprofil mit einer großen Variationsbreite auf. Die maximale Temperatur des Heißgases liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen 200 und 2000°C, vorzugsweise zwischen 400°C und 1500°C. Die Einstellung und Steuerung der Temperatur kann beispielsweise über die Art und Menge des Energieträgers, über prozesstechnische Parameter wie Volumenstrom oder durch Zuführung definierter Mengen an Kühlmedien (Kühlgas/Kühlflüssigkeit) an mindestens einem weiteren Zuführungspunkt erfolgen.
  • Vorzugsweise ist das Temperaturprofil des Heißgasstromes über den gesamten thermischen Reaktor (Brennraum, Reaktionsraum sowie im Bereich vor und im Filter) einstellbar. Dazu weist der thermische Reaktor die Möglichkeit der zusätzlichen Aufgabe von Energieträgern (Zweitfeuerung) oder der Aufgabe von Kühlgas oder Kühlflüssigkeit an verschiedenen Zuführungspunkten auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Prozesstemperatur am Zuführungspunkt des Rohstoffgemenges durch einen reduzierten Energieeintrag limitiert und wird durch Zuführung eines zusätzlichen Energieträgers (Zweitfeuerung) nachträglich erhöht. Damit wird das Problem gelöst, dass es durch die thermoschock artige Behandlung bestimmter Rohstoffgemenge, speziell bei Verwendung von wässrigen Rohstoffgemengen (Nitratlösungen), zu einer Krustenbildung bei den eingesprühten Rohstofftröpfchen durch Verdampfung an der Tröpfchenoberfläche und der damit verbundenen Aufkonzentration der Inhaltsstoffe an der Tröpfchenoberfläche, kommen kann. Diese Kruste steht zunächst dem Entweichen von gebildeten gasförmigen Stoffen (z. B. thermische Zersetzung der Lösungsmittel oder Abspaltung von Nitrat) aus dem Inneren der Rohstofftröpfchen entgegen. Durch den Gasdruck werden jedoch letztlich die Krusten aufgebrochen und es bilden sich Partikel mit so genannter Hohlkugelstruktur. Die Bildung von Partikeln mit Hohlkugelstruktur ist jedoch für bestimmte Anwendungen unerwünscht. Hier wird eine sphärische Form bevorzugt. Bei einer reduzierten Prozesstemperatur erfolgt nicht in jedem Fall eine vollständige Stoffumwandlung. Es gelingt jedoch durch Einbringen einer zusätzlichen Menge eines Energieträgers (zum Beispiel Erdgas oder Wasserstoff), den Energieeintrag zu dem Zeitpunkt zu erhöhen, an dem zum Beispiel kein Lösungsmittel mehr im Inneren der Partikel vorhanden ist (Zweitfeuerung). Diese Energie dient zum Beispiel dazu, noch vorhandene Salzreste thermisch zu zersetzen und die Stoffwandlung, zum Beispiel Phasenbildung, zu beschleunigen bzw. abzuschließen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Prozesstemperatur im an den Brennraum angeschlossenen Reaktionsraum deutlich reduziert gegenüber der Prozesstemperatur im Brennraum. Dies erschließt die Möglichkeit der thermischen Behandlung des Rohstoffgemenges bzw. der sich daraus bildenden feinteiligen Partikel bei Prozesstemperaturen im Bereich von 100°C bis 750°C bei ausreichenden Verweilzeiten (abhängig von der Geometrie des Reaktionsraumes). Dadurch gelingt beispielsweise die Bildung von feinteiligen Hydroxid- bzw. Hydratpulvern, wie zum Beispiel Ca-Phosphat-Hydrate. Zur Einstellung einer gegenüber dem Brennraum geringeren Prozesstemperatur im Reaktionsraum wird der Heißgasstrom durch Zuführen eines Kühlmediums, insbesondere von Kühlgas und/oder Kühlflüssigkeit gekühlt. Die Kühlung kann dabei beispielsweise zwischen dem Brennraum und dem Reaktionsraum bzw. am Anfang des Reaktionsraumes erfolgen. In vorteilhafter Weise wird die Kühlung derart realisiert, dass der Heißgasstrom nicht in seiner grundsätzlichen Strömungsrichtung verändert bzw. die Pulsierung der Heißgasströmung nicht vollständig unterbunden wird.
  • Nach der Bildung der Partikel im thermischen Reaktor kann eine zumindest partielle ein- oder mehrstufige In-Situ-Beschichtung (der Spezialfall der Imprägnierung wird hier unter dem Begriff der Beschichtung mit eingeschlossen) der Partikel im pulsierenden Heißgasstrom erfolgen. Dazu wird mindestens ein Beschichtungsgemenge an einem im pulsierenden Heißgasstrom einem Ort der Partikelbildung nachgelagerten Ort aufgegeben. Dabei ist bei einer geeigneten Wahl des Prozessablaufes sowohl eine rein anorganische Beschichtung als auch eine organische Beschichtung bzw. eine Kombination aus beiden möglich. Die Flexibilität in der pulsierenden Heißgaserzeugung und der Gestaltung des Reaktionsraumes bietet umfangreiche Einstellmöglichkeiten der Prozessparameter und somit die Möglichkeit unterschiedliche Beschichtungsformen, beispielsweise Schichtdicke oder Modifikation der Beschichtung, zu realisieren. Durch die Prozesssteuerung, beispielsweise durch die Prozesstemperatur am Zufürungspunkt, der Verweilzeit und/oder durch die Wahl der Edukte des Beschichtungsgemenges, kann die gewünschte Beschichtungsform realisiert werden.
  • Vorteil der In-Situ–Beschichtung an diesem thermischen Reaktor ist, dass die gebildeten feinteiligen Partikel zunächst im pulsierenden Heißgasstrom weitestgehend deagglomeriert vorliegen und damit eine einfache Beschichtung erfolgen kann. Eine Beschichtung der hergestellten feinteiligen Pulver in einem separaten Behandlungsschritt (außerhalb des thermischen Reaktors) ist weitaus schwieriger, da die feinteiligen Partikel außerhalb des thermischen Reaktors bzw. des Heißgasstromes allein aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche deagglomeriert vorliegen.
  • Die Beschichtung der Partikel kann beispielsweise dazu dienen, dass die Agglomerationsneigung der feinteiligen Partikel herabgesetzt wird, die beschichteten Partikel leichter in Flüssigkeiten einarbeitbar sind und/oder die Produkteigenschaften der feinteiligen Pulver an anwendungsspezifische Gegebenheiten ange passt werden. Dazu kann das Beschichtungsgemenge gasförmig und/oder flüssig dem pulsierenden Heißgasstrom zugegeben werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden die gebildeten feinteiligen Partikel mit organischen Substanzen beschichtet. Dabei wird das organische Beschichtungsgemenge in flüssiger Form durch feines Einsprühen an einem Zuführungspunkt in den thermischen Reaktor aufgegeben, an dem die Prozesstemperaturen kleiner als 300°C ist. Gegebenenfalls wird die Temperatur des pulsierenden Heißgasstroms zuvor durch Zuführung eines Kühlmediums reduziert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine anorganische Beschichtung dadurch realisiert, dass dem pulsierenden Heißgasstrom ein Beschichtungsgemenge in gasförmiger Form zugegeben wird. Die gasförmigen Komponenten des Beschichtungsgemenges lagern sich dabei in Folge der thermischen Behandlung auf der Oberfläche der gebildeten Partikel ab und beschichten diese zumindest teilweise. Eine derartige Ablagerung der Beschichtungskomponenten an der Oberfläche der Partikel kann zum Beispiel durch Kondensation in Folge reduzierter Temperatur des pulsierenden Heißgasstroms erfolgen.
  • Die im thermischen Reaktor erzeugten feinteiligen Partikel werden mit einem geeigneten Filter, wie beispielsweise einem Gaszyklon, Heißgasfilter einem Oberflächenfilter, einem Elektrofilter oder einem Schlauchfilter, von dem Heißgasstrom abgetrennt.
  • Das Heißgas wird vor seinem Eintritt in das Filter auf die je nach dem Typ des Filters erforderliche Temperatur abgekühlt. Dies erfolgt zum Beispiel durch einen Wärmetauscher und/oder durch Einleiten von Kühlgasen in den Heißgasstrom.
  • Die Partikel können einer zusätzlichen einstufigen oder mehrstufigen thermischen Nachbehandlung unterzogen werden, um ihre Oberfläche zumindest teilweise zu modifizieren und/oder gegebenenfalls verbliebene flüchtige Komponenten (zum Beispiel Carbonate, Nitrate, etc.) zumindest teilweise zu entfernen. Für die ther mische Nachbehandlung kommt vorzugsweise ein weiterer thermischer Reaktor, insbesondere ein Drehrohrofen oder eine Wirbelschichtanlage zum Einsatz.
  • Die feinteiligen Partikel werden in einer weiteren Ausführungsform vor und/oder während mindestens einer der thermischen Nachbehandlungen zumindest teilweise beschichtet oder imprägniert. Dabei können mögliche Agglomerationen der beschichteten Partikel vorzugsweise durch eine Trockenmahlung zumindest teilweise reduziert werden.
  • Die feinteiligen Partikel, beschichtet oder unbeschichtet, können in eine Suspension überführt werden, wobei eine Agglomeration der Partikel in der Suspension durch eine zusätzliche Nassmahlung zumindest teilweise reduziert werden und/oder die Suspension getrocknet werden kann, beispielsweise zu einem Granulat.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Darin zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines thermischen Reaktors mit einem Reaktionsraum,
  • 2 eine schematische Darstellung des thermischen Reaktors mit einem Reaktionsraum und einem ersten Ventil,
  • 3 eine schematische Darstellung eines thermischen Reaktors mit einem Brennraum,
  • 4 eine schematische Darstellung eines thermischen Reaktors mit einem Brennraum, einem Kolben und einem als Auslassventil dienenden ersten Ventil, und
  • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines thermischen Reaktors für längere Verweilzeiten.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt einen thermischen Reaktor 1 zur Herstellung von Partikeln P. Der thermische Reaktor 1 umfasst einen Reaktionsraum 2, dem über einen Heißgaseinlass 3 ein Heißgasstrom HGS periodisch zugeführt wird. Eine Frequenz dieser periodischen Zuführung wird durch ein steuerbares erstes Ventil 4, das am Heißgaseinlass 3 oder diesem vorgelagert angeordnet ist, vorgegeben. Zur Bildung von Partikeln P wird dem Reaktionsraum 2 ein Rohstoffgemenge RG zugeführt. Dieses umfasst Rohstoffkomponenten RK. Aus mindestens einer dieser Rohstoffkomponenten RK werden die Partikel P gebildet. Die Zuführung des Rohstoffgemenges RG kann zusammen mit dem Heißgasstrom HGS durch den Heißgaseinlass 3 oder separat durch einen von gegebenenfalls mehreren Zuführungspunkten 5 erfolgen. Beide Möglichkeiten sind dargestellt. Bei Zuführung des Rohstoffgemenges RG mit dem Heißgasstrom HGS kann die Partikelbildung bereits vor dem Erreichen des Reaktionsraumes 2 im Heißgasstrom HGS beginnen. Die aus dem Rohstoffgemenge RG bzw. mindestens einer seiner Rohstoffkomponenten RK gebildeten Partikel werden durch einen Auslass 6 aus dem Reaktionsraum 2 abgeführt.
  • Zusätzlich können dem Reaktionsraum 2 über die Zuführungspunkte 5 weitere Prozessgase zur Einstellung einer definierten Reaktionsatmosphäre zugeführt werden. Über die Zuführungspunkte 5 können auch Kühlmedien KM, wie Kühlwasser oder Kühlluft, oder weitere Energieträger ET zur gezielten Einstellung eines Temperaturprofils bzw. Beschichtungskomponenten oder Beschichtungsmischungen BM zur Beschichtung der bereits gebildeten feinteiligen Partikel P zugeführt werden.
  • Es können im Anschluss an den Reaktionsraum 2 weitere Reaktionsräume 2' für weitere Verfahrensschritte vorgesehen sein, bevor die Partikel P mittels eines Filters 7 (nicht dargestellt) aus dem Heißgasstrom HGS abgeschieden werden. Es können mehrere erste Ventile 4 parallel so angeordnet sein, dass sie Heißgasströme HGS aus verschiedenen Quellen zusammenführen.
  • 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des thermischen Reaktors 1, bei der der Heißgaseinlass 3 nicht durch ein erstes Ventil 4 verschließbar ist. Die periodische Zuführung des Heißgasstroms HGS in den Reaktionsraum 2 kann hier durch eine periodische Verbrennung eines Energieträgers ET oder einer als Energieträger verwendeten der Rohstoffkomponenten RK mit steuerbarer Verbrennungsfrequenz in einem dem Reaktionsraum 2 vorgelagerten Brennraum 8 erfolgen. Eine Kombination mit einem ersten Ventil 4 am Heißgaseinlass 3 oder diesem vorgelagert ist allerdings auch möglich. Rohstoffgemenge RG und/oder Energieträger ET und/oder gegebenenfalls weitere gasförmige Komponenten GK, wie beispielsweise Verbrennungsluft werden dem Brennraum 8 durch mindestens eine Brennraumeinlassöffnung 9 getrennt oder gemeinsam zugeführt.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform eines thermischen Reaktors 1 zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis 100 μm. Die Geometrie des thermischen Reaktors 1 entspricht im Beispiel der eines herkömmlichen Pulsationsreaktors. Hierzu umfasst der thermische Reaktor 1 einen Brennraum 8 zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms HGS. Ein Energieträger ET wird periodisch in den Brennraum 8 über eine Brennraumeinlassöffnung 9.3 oder 9.4 aufgegeben. Im dargestellten Beispiel ist der Energieträger eine von mehreren Rohstoffkomponenten RK eines Rohstoffgemenges RG. Als Rohstoffkomponenten RK sind organische Metallverbindungen und Lösungsmittel vorgesehen. Das Rohstoffgemenge RG wird mittels einer in einer der Brennraumeinlassöffnungen 9.1 bis 9.n vorgesehenen Düse periodisch fein in den Brennraum 8 eingesprüht. Als Energieträger ET können dem Brennraum 8 aber auch brennbares Gas, z. B. Wasserstoff, oder flüssiger Brennstoff, wie z. B. Benzin, zugeführt werden.
  • Weitere gasförmige Komponenten GK, wie Verbrennungsluft VL und gegebenenfalls weitere Prozessgase, werden über eine weitere Brennraumeinlassöffnung 9.1 in den Brennraum 8 aufgegeben, im dargestellten Beispiel separat von der Zuführung des Energieträgers ET. Die Zuführung der weiteren gasförmigen Komponenten GK kann jedoch auch gemeinsam mit dem Energieträger ET erfolgen. Dazu kann eine vorgesehaltete Mischkammer zur Mischung dienen (nicht dargestellt). Im dargestellten Beispiel wird dem Brennraum 8 Umgebungsluft als Verbrennungsluft VL über die Brennraumeinlassöffnung 9.1 kontinuierlich zugeführt.
  • Die Brennraumeinlassöffnung 9.1 und 9.2 können dabei in einen Boden des Brennraumes 8 oder oberhalb des Bodens in den Brennraum 8 münden. Vorzugsweise mündet die Brennraumeinlassöfffnung 9.2 in einen öffnenden Konus im Boden des Brennraumes 8.
  • Der periodisch aufgegebene Energieträger ET, im dargestellten Beispiel eine hochkalorische von mehreren Rohstoffkomponenten RK eines Rohstoffgemenges RG, wird im Brennraum 8 mit den an der Verbrennung beteiligten der weiteren gasförmigen Komponenten GK, wie der Verbrennungsluft VL, gezündet. Dies erfolgt beispielsweise über eine periodisch oder kontinuierlich brennende Zündquelle 10, im dargestellten Beispiel über einen kontinuierlich brennenden Zündbrenner (Zündflamme).
  • Der Energieträger ET und die weiteren gasförmigen Komponenten GK (z. B. die Verbrennungsluft VL) verbrennen sehr schnell und erzeugen eine Druckwelle. Ausgangsseitig weist der Brennraum 8 eine Öffnung auf, im dargestellten Beispiel eine nicht verschließbare Öffnung in Form eines Loches. Diese bildet den Heißgaseinlass 3 des Reaktionsraumes 2 bzw. führt zu diesem hin. Die erzeugte Druckwelle kann sich nur in Richtung der ausgangsseitigen Öffnung ausbreiten, da in Richtung der Brennraumeinlassöffnungen 9.1 bis 9.n Maßnahmen zur Vermeidung des Gasaustritts getroffen sind. Beispielsweise können in den Brenn raumeinlassöffnungen 9.1 bis 9.n zweite Ventile 12 in der Art von Einlassventilen vorgesehen sein.
  • An die Öffnung des Brennraumes 8 schließt sich der Reaktionsraum 2 an. Im dargestellten Beispiel entspricht der Reaktionsraum 2 einem Resonanzrohr. Das Resonanzrohr kann dabei auch eine Biegung, zum Beispiel um 90°, aufweisen. Durch das Ausströmen des erzeugten Heißgasstromes HGS aus dem Brennraum 8 in den Reaktionsraum 2 reduziert sich der Überdruck im Brennraum 8 deutlich. Dadurch dass die Zuführung des Energieträgers ET sowie die sich daran anschließende schlagartige Verbrennung periodisch ablaufen, wiederholt sich der Vorgang des Ausströmens von Heißgas aus dem Brennraum 8 in den Reaktionsraum 2 ebenfalls periodisch. Der Heißgasstrom HGS pulsiert.
  • Im Reaktionsraum 2 sind verschiedene Zuführungspunkte 5.1 bis 5.n vorgesehen. Die Zuführungspunkte 5.1 bis 5.n sind beispielsweise als Düsen ausgebildet. Darüber können das Rohstoffgemenge RG, ein weiterer Energieträger ET zum Zwecke der Zweitfeuerung, ein Beschichtungsgemenge BG, Hilfsstoffe oder Kühlmedien KM in den Heißgasstrom HGS eingebracht werden. Im dargestellten Beispiel wird das Rohstoffgemenge RG mit einer als Energieträger ET dienenden Rohstoffkomponente RK periodisch bereits in den Brennraum 8 geführt, der Zuführungspunkt 5.2 dient zur Einleitung von Kühlluft als Kühlmedium KM, um die Temperatur des pulsierenden Heißgasstroms HGS ab dieser Stelle deutlich zu reduzieren. Dies dient in diesem Falle dazu, um Sintereffekte, wie Partikelwachstum oder „Sinterhalsbildung" zu unterbinden.
  • In dem Heißgasstrom HGS erfolgt die Partikelbildung aus dem Rohstoffgemenge RG. Der erzeugte Heißgasstrom HGS weist vorzugsweise eine Verbrennungsfrequenz von 5 Hz bis 200 Hz auf. Durch die Wahl des Zuführungspunktes 5.1 bis 5.n bzw. der Brennraumeinlassöffnungen 9.1 bis 9.n für die Aufgabe von Rohstoffgemisch RG und anderen Stoffen ist sowohl eine Reaktionstemperatur, die im Verlauf des Heißgasstroms HGS einem bestimmten Profil folgt, als auch die Reihenfolge der Reaktionen zur Partikelbildung und/oder Beschichtung bei aufeinan der folgenden Verfahrensschritten im thermischen Reaktor 1 beeinflussbar. Die im Heißgasstrom HGS gebildeten feinteiligen Partikel P gelangen anschließend in ein Filter 7, das sich an den Reaktionsraum 2 anschließt. Im Filter 7 werden die gebildeten Partikel P vom Heißgasstrom HGS abgetrennt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der thermische Reaktor 1 im Bereich eines sich schließenden Konus des Brennraumes 8 in dessen ausgangsseitigem Bereich zumindest mit einem Strömungselement versehen sein. Dies unterstützt eine Verwirbelung des pulsierenden Heißgasstroms HGS, wodurch eine bessere Durchmischung der Rohstoffe bzw. des Rohstoffgemenges RG möglich ist. In einer besonders einfachen Ausführungsform ragt das Resonanzrohr (hier Reaktionsraum 2) zumindest teilweise in den schließenden Konus hinein.
  • 4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines thermischen Reaktors 1 zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis 100 μm. Der thermische Reaktor 1 weist einen Brennraum 8 zur Erzeugung des pulsierenden Heißgasstroms HGS auf. Der Brennraum 8 umfasst einen Kolben 11, der mechanisch angetrieben eine reversierende translatorische Bewegung ausführen kann. Weiterhin umfasst der Brennraum 8 eingangsseitig eine Brennraumeinlassöffnung 9.1, in dem dargestellten Beispiel zur Zuführung der Verbrennungsluft VL mit einem zweiten Ventil 12, eine Brennraumeinlassöffnung 9.2 für das Rohstoffgemenge RG, in dem dargestellten Beispiel in Form einer Düse sowie ausgangsseitig einen als Heißgaseinlass 3 des Reaktionsraumes 2 dienenden Brennraumauslass für den erzeugten Heißgasstrom HGS, im dargestellten Beispiel mit einem steuerbaren ersten Ventil 4 verschließbar.
  • Der in 4 dargestellte Brennraum 8 arbeitet dabei nach dem Funktionsprinzips eines Viertakt–Motors (im dargestellten Beispiel in Form eines Motors mit innerer Gemischbildung, wie z. B. bei Dieselmotor oder Benzin-Direkteinspritzer). Der Kolben 11 steht im oberen Totpunkt und beginnt, sich abwärts zu bewegen. Das Einlassventil (zweites Ventil 12 an der Brennraumeinlassöffnung 9.1) öffnet und Verbrennungsluft VL wird in den Brennraum 8 gesaugt. Wenn der Kolben 11 den unteren Totpunkt erreicht, wird die Brennraumeinlassöffnung 9.1 geschlossen. Der Kolben 11 bewegt sich nun nach oben und verdichtet dabei die im Brennraum 8 befindliche Verbrennungsluft VL. Über die Brennraumeinlassöffnung 9.2 wird das Rohstoffgemenge RG mit metallorganischen Verbindungen und organischen Lösungsmitteln als Rohstoffkomponenten RK eingespritzt. Mindestens eine der Rohstoffkomponenten RK, beispielsweise das Lösungsmittel, dient dabei als Energieträger ET. Der Energieträger ET entzündet sich in Verbindung mit der Verbrennungsluft VL aufgrund des hohen Drucks und der hohen Temperatur. Alternativ kann das Gemisch auch durch zum Beispiel eine Zündkerze gezündet werden. Das verbrennende Gemisch dehnt sich aus und schiebt den Kolben 11 nach unten. Wenn der Kolben 11 den unteren Totpunkt erreicht, wird das erste Ventil 4 geöffnet. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 11 wird der erzeugte Heißgasstrom HGS aus dem Brennraum 8 geschoben. Das erste Ventil 4 schließt, kurz nachdem der Kolben 11 den oberen Totpunkt erreicht hat.
  • Der in 4 dargestellte Brennraum 8 mit dem Funktionsprinzips eines Motors mit innerer Gemischbildung ist eine bevorzugte Ausführungsform und kann alternativ durch andere Ausführungsformen, zum Beispiel durch Funktionsprinzipien vergleichbar von Motoren mit äußerer Gemischbildung, z. B. Vergaser-Ottomotor oder indirekter Benzineinspritzer, ersetzt werden.
  • Durch das erste Ventil 4 verlasst der erzeugte Heißgasstrom HGS den Brennraum 8 und gelangt über den Heißgaseinlass 3 in den angeschlossenen Reaktionsraum 2, hier in Form eines Resonanzrohrs. Alternativ kann der Reaktionsraum 2 andere geometrische Formen aufweisen in Abhängigkeit vom gewünschten thermischen Behandlungsprofil des Rohstoffgemenges RG bzw. der daraus zu bildenden feinteiligen Partikel P. Durch den periodisch ablaufenden Verbrennungsprozess pulsiert der erzeugte Heißgasstrom HGS.
  • Im Reaktionsraum 2 existieren verschiedene Zuführungspunkte 5.1 bis 5.n. Die Zuführungspunkte 5.1 bis 5.n sind beispielsweise als Düsen ausgebildet. Darüber können das Rohstoffgemenge RG, ein weiterer Energieträger ET, Beschichtungs gemenge BG, Hilfsstoffe oder Kühlmedien KM in den Heißgasstrom HGS eingeführt werden. Im dargestellten Beispiel wird das Rohstoffgemenge RG mit der als Energieträger ET dienenden Rohstoffkomponente RK periodisch bereits dem Brennraum 8 über die Brennraumeinlassöffnung 9.2 zugeführt, der Zuführungspunkt 5.4 dient zur Einleitung von Kühlluft als Kühlmedium KM, um die Temperatur des pulsierenden Heißgasstroms HGS ab dieser Stelle deutlich zu reduzieren. Dies dient in diesem Falle dazu, um Sintereffekte, wie Partikelwachstum oder „Sinterhalsbildung" zu unterbinden.
  • In dem Heißgasstrom HGS erfolgt die Partikelbildung aus dem Rohstoffgemenge RG. Der erzeugte Heißgasstrom HGS weist vorzugsweise eine Verbrennungsfrequenz von 5 Hz bis 200 Hz auf. Durch die Wahl des Zuführungspunktes 5.1 bis 5.n ist sowohl eine Reaktionstemperatur, die im Verlauf des Heißgasstroms HGS einem bestimmten Profil folgt, als auch die Reihenfolge der Reaktionen zur Partikelbildung und/oder Beschichtung bei aufeinander folgenden Verfahrensschritten im thermischen Reaktor 1 beeinflussbar. Die im Heißgasstrom HGS gebildeten feinteiligen Partikel P gelangen anschließend in das Filter 7, das sich an den Reaktionsraum 2 anschließt. Im Filter 7 erfolgt die Pulverabscheidung, indem die gebildeten Partikel P vom Heißgasstrom HGS abgetrennt werden.
  • 5 zeigt eine weitere Ausführungsform für einen thermischen Reaktor 1 zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis 100 μm. Hierzu umfasst der thermische Reaktor 1 einen Brennraum 8 zur Erzeugung des pulsierenden Heißgasstrom HGS analog zum in 3 gezeigten Brennraum 8.
  • An die ausgangsseitige Öffnung des Brennraumes 8 schließt sich ein Reaktionsraum 2 an, der anders als in 3 gebildet ist. Der Reaktionsraum 2 hat die Form eines zylindrischen Gefäßes, wobei der Heißgaseinlass 3, d. h. die Verbindung zwischen Brennraum 8 und Reaktionsraum 2 konisch in den Reaktionsraum 2 einläuft.
  • Im dargestellten Beispiel wird dem Brennraum 8 ein Energieträger ET in Form von herkömmlichem Dieselkraftstoff über die Brennraumeinlassöffnung 9.2 periodisch zugeführt. Über die Brennraumeinlassöffnung 9.1 erfolgt die Zuführung von Verbrennungsluft VL in Form von Umgebungsluft.
  • Über den Zuführungspunkt 5.1 erfolgt das Einführen von Kühlluft als Kühlmedium KM in den Heißgaseinlass 3, der als Teil des Reaktionsraums 2 betrachtet werden soll. Dadurch wird die Temperatur des pulsierenden Heißgasstroms HGS, welcher aus dem Brennraum 8 ausströmt, reduziert. Damit kann die Prozesstemperatur im Reaktionsraum 2 zwischen 200°C bis 800°C eingestellt werden. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die hergestellten feinteiligen Partikel P Phasen aufweisen sollen, die bei diesen Temperaturen stabil sind, also gebildet werden können.
  • Das Rohstoffgemenge RG wird in dem dargestellten Beispiel über den Zuführungspunkt 5.2 dem Reaktionsraum 2 und damit dem pulsierendem Heißgasstrom HGS durch feines Zerstäuben mittels einer im Zuführungspunkt 5.2 angeordneten Zweistoffdüse zugeführt. Die feinteiligen Partikel P bilden sich in der Folgezeit im pulsierenden Heißgasstrom HGS. Vorteil des verglichen mit 3 vergrößerten Reaktionsraum 2 ist die verlängerte Verweilzeit des Heißgasstromes HGS und damit des Rohstoffgemenges RG bzw. der sich daraus bildenden feinteiligen Partikel P.
  • Die im Heißgasstrom HGS gebildeten feinteiligen Partikel P gelangen anschließend in ein Filter 7, das sich an den Reaktionsraum 2 anschließt. Im Filter 7 erfolgt die Pulverabscheidung, indem die gebildeten Partikel P vom Heißgasstrom HGS abgetrennt werden.
  • Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung verdeutlichen. Sie sind jedoch keinesfalls als limitierend zu betrachten. Alle Verbindungen oder Komponenten, die in den Zubereitungen verwendet werden können, sind entweder bekannt und käuflich erhältlich oder können nach bekannten Methoden synthetisiert werden. Die in den Beispielen angegebenen Temperaturen gelten immer in °C. Es versteht sich weiterhin von selbst, dass sich sowohl in der Beschreibung als auch in den Beispielen die zugegebenen Mengen der Komponenten in den Zusammensetzungen immer zu insgesamt 100% addieren. Gegebene Prozentangaben sind immer im gegebenen Zusammenhang zu sehen. Sie beziehen sich üblicherweise aber immer auf die Masse der angegebenen Teil- oder Gesamtmenge.
  • Beispiel 1)
  • Die Rohstoffkomponente RK Tetraisopropylorthotitanat wird in handelsüblichem Benzin (ROZ 95) als Rohstoffkomponente RK gelöst. Das so gebildete Rohstoffgemenge RG in Form einer Rohstofflösung weist einen Metallgehalt von 5% Titan auf. Das Rohstoffgemenge RG wird bei einem Durchsatz von 10 kg/h mit Hilfe einer Schlauchpumpe in die Brennraumeinlassöffnung 9.4 des in 3 gezeigten thermischen Reaktors 1 oder in den Zuführungspunkt 5.2 des in 4 gezeigten thermischen Reaktors 1 gepumpt und dort über ein Ventil periodisch mit einer Frequenz von 40 Hz in den Heißgasstrom HGS fein eingestäubt und im thermischen Reaktor 1 thermisch behandelt. Zusätzlich erfolgt die Aufgabe von Verbrennungsluft VL über die Brennraumeinlassöffnung 9.1 in den Brennraum 8. Der Heißgasstrom HGS wird durch Zugabe des Kühlmediums KM Kühlluft am Zuführungspunkt 5.3 oder 5.4 (4) im vorderen bzw. mittleren Teil des Reaktionsraumes 2 derart gekühlt, dass die Temperatur hinter dem Zuführungspunkt 5.3 oder 5.4 der Kühlluft (bezogen auf den Heißgasstrom) auf 300°C reduziert wird.
  • Reaktor-Parameter:
    • – Temperatur im Brennraum 8: 750°C
  • Als Filter 7 zum Abtrennen der feinteiligen Partikel P aus dem Heißgasstrom HGS wird ein Kassettenfilter verwendet. Die TiO2-Partikel P weisen eine Korngröße von d50 = 30 nm, eine kugelförmige Partikelform und eine spezifische Oberfläche (BET) von 37 m2/g auf.
  • Beispiel 2)
  • Die Rohstoffkomponente RK Zinkacetat wird in der Rohstoffkomponente RK Wasser als Lösungsmittel unter Erwärmen (30–50°C) gelöst, so dass das resultierende Rohstoffgemenge RG in Form einer Rohstofflösung einen Metallgehalt von 12% ZnO aufweist. Zur definierten Einstellung der resultierenden Pulvereigenschaften, wie zum Beispiel UV-Absorptionsvermögen, kann das Rohstoffgemenge RG weitere übliche Dotierungselemente als Rohstoffkomponenten RK aufweisen. Dieses warme Rohstoffgemenge RG wird bei einem Durchsatz von 100 kg/h mit Hilfe einer Schlauchpumpe in den Reaktionsraum 2 am Zuführungspunkt 5.2 des in 5 gezeigten Reaktors 1 gepumpt und dort über eine 1,8 mm Titandüse in den Heißgasstrom HGS kontinuierlich fein eingestäubt und thermisch behandelt.
  • Der pulsierende Heißgasstrom HGS (20 Hz) wird durch die diskontinuierliche Aufgabe von Erdgas als Energieträger ET in den Brennraum 8 an der Brennraumeinlassöffnung 9.2 erzeugt. Die Temperatur des erzeugten Heißgasstroms HGS wird durch Zuführung von Kühlluft als Kühlmedium KM am Zuführungspunkt 5.1 derart reduziert, dass sich im Reaktionsraum 2 eine Prozesstemperatur von 600°C einstellt.
  • Reaktor-Parameter:
    • – Temperatur im Brennraum 8: 1000°C
    • – Temperatur im Reaktionsraum 2: 600°C
  • Als Filter 7 zum Abtrennen der feinteiligen Partikel P aus dem Heißgasstrom HGS wird ein Kassettenfilter verwendet. Die ZnO-Partikel P weisen eine Korngröße von d50 = 25 nm, eine kugelförmige Partikelform und eine spezifische Oberfläche (BET) von 44 m2/g auf.
  • Beispiel 3)
  • Analog zum Ausführungsbeispiel 2 wird feinteiliges ZnO – Pulver aus in Wasser als Rohstoffkomponente RK gelöstem Zn-Acetat als Rohstoffkomponente RK hergestellt. In diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch der Heißgasstrom HGS mit den darin gebildeten Partikel P aus dem Reaktionsraum 2 in einen weiteren Reaktionsraum 2' (nicht gezeigt) geleitet.
  • Am Zuführungspunkt 5.2' (nicht gezeigt) wird zusätzlich gasförmiges Tetraethoxyorthosilicat (TEOS) als Beschichtungsgemenge BG eingedüst in den Reaktionsraum 2' eingeleitet. Das eingedüste Volumen an gasförmigen TEOS wird dabei so gewählt, dass das molare Verhältnis TEOS zu eingedüstem Zinkacetat 1/10 beträgt. Das entstehende Siliziumdioxid ummantelt die Zinkoxidpartikel P im Heißgasstrom HGS. Als Produkt entsteht neben den ummantelten Zinkoxidpartikeln P zusätzlich ein geringer Anteil an reinen SiO2-Partikeln P.
  • Reaktor-Parameter:
    • – Temperatur im Brennraum 8: 1000°C
    • – Temperatur im Reaktionsraum 2: 600°C
    • – Temperatur im Reaktionsraum 2'. 575°C
  • Als Filter 7 zum Abtrennen der feinteiligen Partikel P aus dem Heißgasstrom HGS wird ein Kassettenfilter verwendet. Die mit SiO2 beschichteten ZnO Partikel P (Komposit Material) weisen eine Korngröße von d50 = 50 nm, eine kugelförmige Partikelform und eine spezifische Oberfläche (BET) von 25 m2/g auf.
  • Beispiel 4)
  • Zur Vorbereitung des Ausführungsbeispiels wird zunächst Aluminiumtri-sec.-butylat als Rohstoffkomponente RK in Isopropanol als Rohstoffkomponente RK unter Rühren gelöst (Lösung A). Separat erfolgt das Lösen von getrocknetem Yttriumacetat als Rohstoffkomponente RK und Cer(III)nitrat als Rohstoffkomponente RK unter Rühren in der Rohstoffkomponenten RK DMSO (Lösung B). Alternativ können weitere Dotierungselemente als Rohstoffkomponenten RK zugegeben werden bzw. die eingesetzten Elemente ersetzen. Lösung A wird unter Rühren in Lösung B gegeben. Die Y-Al-Ce-Mischnitratlösung (Lösung C) entspricht dem molaren Verhältnis 2,91:5:0,09 für die Elemente Y, Al und Ce.
  • Dieser Lösung C wird Petroleumbenzin als Rohstoffkomponente RK in einem Verhältnis 1:1 zugegeben. Zur Stabilisierung erfolgte die Zugabe von Hilfskomponenten (Span 80, Span 40). Aus dieser Mischung wird durch die Behandlung in einem Homogenisator ein Rohstoffgemenge RG in Form eine Emulsion hergestellt Das Rohstoffgemenge RG wird dann in einem Hochdruck-Homogenisator bei 200 kbar zehnmal homogenisiert.
  • Das Rohstoffgemenge RG wird bei einem Durchsatz von 50 kg/h mit Hilfe einer Schlauchpumpe in die Brennraumeinlassöffnung 9.4 des in 3 gezeigten thermischen Reaktors 1 gepumpt und dort über ein Ventil periodisch mit einer Frequenz von 50 Hz in den Heißgasstrom HGS fein eingestäubt und im Reaktor 1 thermisch behandelt. Zusätzlich erfolgt die Aufgabe von Verbrennungsluft VL über den Zuführungspunkt 9.1 in den Brennraum 8.
  • Reaktor-Parameter:
    • – Temperatur im Brennraum 8: 900°C
    • – Temperatur im Reaktionsraum 2: 850°C
  • Als Filter 7 zum Abtrennen der feinteiligen Partikel P aus dem Heißgasstrom HGS wird ein Schlauchfilter verwendet. Die YAG:Ce-Partikel P weisen eine besonders hohe homogene Elementverteilung auf. Die Korngröße ist d50 = 700 nm, bei einer kugelförmige Partikelform und eine spezifische Oberfläche (BET) von 6 m2/g.
  • 1
    Thermischer Reaktor
    2, 2'
    Reaktionsraum
    3
    Heißgaseinlass
    4
    Erstes Ventil
    5
    Zuführungspunkt
    6
    Auslass
    7
    Filter
    8
    Brennraum
    9
    Brennraumeinlassöffnung
    10
    Zündquelle
    11
    Kolben
    12
    Zweites Ventil
    BG
    Beschichtungsgemenge
    ET
    Energieträger
    GK
    weitere gasförmige Komponente
    HGS
    Heißgasstrom
    KM
    Kühlmedium
    P
    Partikel
    RG
    Rohstoffgemenge
    RK
    Rohstoffkomponente
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 02/072471 [0006]
    • - DE 102004044266 A1 [0006]

Claims (42)

  1. Thermischer Reaktor (1) zur Herstellung von Partikeln (P), umfassend mindestens einen Reaktionsraum (2, 2'), wobei einem der Reaktionsräume (2, 2') durch einen Heißgaseinlass (3) periodisch ein Heißgasstrom (HGS) zuführbar ist und wobei diesem Reaktionsraum (2, 2') zusätzlich ein Rohstoffgemenge (RG) zuführbar ist und wobei aus mindestens einer Rohstoffkomponente (RK) des Rohstoffgemenges (RG) gebildete Partikel (P) durch einen Auslass (6) aus diesem Reaktionsraum (2, 2') abführbar oder einem weiteren der Reaktionsräume (2, 2') zuführbar sind und wobei eine Frequenz der periodischen Zuführung des Heißgasstroms (HGS) durch mindestens ein steuerbares erstes Ventil (4) am Heißgaseinlass (3) oder diesem vorgelagert und/oder durch eine periodische Verbrennung mindestens eines den Heißgasstrom (HGS) bildenden Energieträgers (ET) und/oder mindestens einer der als Energieträger (ET) verwendeten, den Heißgasstrom (HGS) bildenden Rohstoffkomponenten (RK) mit steuerbarer Verbrennungsfrequenz in mindestens einem dem Heißgaseinlass (3) vorgelagerten Brennraum (8) vorgebbar ist.
  2. Thermischer Reaktor (1) nach Anspruch 1, wobei das Rohstoffgemenge zusammen mit dem Heißgasstrom (HGS) durch den Heißgaseinlass (3) oder separat durch mindestens einen Zuführungspunkt (5.1 bis 5.n) zuführbar ist.
  3. Thermischer Reaktor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einem der Reaktionsräume (2) ein Filter (7) zur Abtrennung der Partikel (P) aus dem Heißgasstrom (HGS) nachgelagert ist.
  4. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum (8) als Verbrennungsmotor ausgebildet ist.
  5. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum (8) mindestens eine Brennraumeinlassöffnung (9.1 bis 9.n) zur Zuführung des Energieträgers (ET) und/oder des Rohstoffgemenges (RG) und/oder mindestens einer weiteren gasförmigen Komponente (GK) aufweist.
  6. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung des Energieträgers (ET) mittels Selbstzündung durch hohen Druck und/oder hohe Temperatur und/oder mittels einer kontinuierlich und/oder periodisch aktivierten Zündquelle (10) initiierbar ist.
  7. Thermischer Reaktor (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Zündquelle (10) eine Zündflamme und/oder eine Glühkerze und/oder eine Zündkerze und/oder mindestens ein Glühdraht und/oder ein Glühgitter im Brennraum (8) angeordnet ist.
  8. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennraumeinlassöffnung (9.1 bis 9.n) als eine Düse und/oder als ein zweites Ventil (12) und/oder als ein Magnetventil ausgebildet ist.
  9. Thermischer Reaktor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Düse anliegender Druck einstellbar ist.
  10. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Brennraum (8) mindestens ein Strömungselement zur Verwirbelung des Rohstoffgemenges (RG) und/oder des Energieträgers (ET) angeordnet ist.
  11. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraumeinlassöffnung (9.1 bis 9.n) eine Mischkammer vorgelagert ist und/oder die Brennraumeinlassöffnung (9.1 bis 9.n) als eine Mischdüse ausgebildet ist.
  12. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der periodischen Zuführung des Heißgasstroms (HGS) oder die Verbrennungsfrequenz in einem Bereich von 3 Hz bis 200 Hz einstellbar ist.
  13. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Reaktionsräume (2, 2') als ein Trocknungsraum und/oder als ein Kalzinationsraum und/oder als ein Phasenumwandlungsraum nutzbar ist.
  14. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Brennraum (8) anschließende Reaktionsraum (2) rohrähnlich und/oder mit einem konischen Heißgaseinlass (3) und/oder mit einem konischen Auslass (6) gebildet ist.
  15. Thermischer Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (7) als Gaszyklon oder als Heißgasfilter oder als Oberflächenfilter oder als Elektrofilter oder als Schlauchfilter ausgebildet ist.
  16. Verfahren zur Herstellung von Partikeln (P) in einem mindestens einen Reaktionsraum (2, 2') umfassenden thermischen Reaktor (1), bei dem zumindest ein Heißgasstrom (HGS) einem der Reaktionsräume (2, 2') durch einen Heißgaseinlass (3) periodisch zugeführt wird, wobei dem Reaktions raum (2, 2') zusammen mit dem Heißgasstrom (HGS) durch den Heißgaseinlass (3) oder separat durch mindestens einen Zuführungspunkt (5.1 bis 5.n) ein Rohstoffgemenge (RG) zugeführt wird, das mindestens eine Rohstoffkomponente (RK) umfasst, wobei im Heißgasstrom (HGS) aus mindestens einer der Rohstoffkomponenten (RK) Partikel (P) gebildet werden, die durch einen Auslass (6) aus diesem Reaktionsraum (2, 2') abgeführt oder einem weiteren der Reaktionsräume (2, 2') zugeführt werden, wobei eine Frequenz der periodischen Zuführung des Heißgasstroms (HGS) durch mindestens ein steuerbares erstes Ventil (4) am Heißgaseinlass (3) oder diesem vorgelagert und/oder durch eine periodische Verbrennung mindestens eines Energieträgers (ET) und/oder mindestens einer als Energieträger (ET) verwendeten der Rohstoffkomponenten (RK) mit steuerbarer Verbrennungsfrequenz in mindestens einem dem Heißgaseinlass (3) vorgelagerten Brennraum (8) vorgegeben wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Energieträger (ET) oder als eine der Rohstoffkomponenten (RK) ein hochkalorischer Feststoff und/oder eine hochkalorische Flüssigkeit und/oder ein hochkalorisches Gas verwendet wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Rohstoffkomponenten (RK) als eine Hilfskomponente verwendet wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohstoffgemenge (RG) mit Hilfe der als Lösungsmittel ausgebildeten Hilfskomponente zu einer Rohstofflösung konditioniert wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohstoffgemenge (RG) mit Hilfe der als Dispergens ausgebildeten Hilfskomponente zu einer Rohstoffdispersion konditioniert wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Hilfskomponente ein organischer Stoff verwendet wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung des Energieträgers (ET) mittels Selbstzündung durch hohen Druck und/oder hohe Temperatur und/oder mittels einer kontinuierlich und/oder periodisch aktivierten Zündquelle (10) initiiert wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Zündquelle (10) eine Zündflamme und/oder eine Glühkerze und/oder eine Zündkerze und/oder mindestens ein Glühdraht und/oder ein Glühgitter verwendet wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des Energieträgers (ET) und/oder des Rohstoffgemenges (RG) und/oder mindestens einer weiteren gasförmigen Komponente (GK) in den Brennraum (8) über mindestens eine als eine Düse und/oder als ein zweites Ventil (12) und/oder als ein Magnetventil ausgebildete Brennraumeinlassöffnung (9.1 bis 9.n) gesteuert wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Düse anliegender Druck zur Einstellung einer Tröpchengröße variiert wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere gasförmige Komponente (GK) Luft und/oder Sauerstoff und/oder Kohlendioxid verwendet wird.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vermischung des Rohstoffgemenges (RG) und/oder des Energieträgers (ET) und/oder der weiteren gasförmigen Komponente (GK) in einer der Brennraumeinlassöffnung (9.1 bis 9.n) vorgelagerten Mischkam mer oder die Brennraumeinlassöffnung (9.1 bis 9.n) bildenden Mischdüse erfolgt.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der periodischen Zuführung des Heißgasstroms (HGS) oder die Verbrennungsfrequenz in einem Bereich von 3 Hz bis 200 Hz eingestellt wird.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Partikelbildung eine Trocknung und/oder eine Kalzination und/oder eine Phasenumwandlung und/oder eine zumindest partielle Beschichtung in mindestens einem der weiteren Reaktionsräume (2, 2') stattfindet.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Rohstoffgemenges (RG) in den Brennraum (8) und/oder in den Reaktionsraum (2, 2') und/oder die Zuführung des Energieträgers (ET) und/oder der weiteren gasförmigen Komponente (GK) in die Brennraum (8) periodisch und/oder kontinuierlich erfolgt.
  31. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohstoffgemenge (RG) in fester Form und/oder als Lösung und/oder als Dispersion und/oder gasförmig eingeleitet und/oder eingesprüht und/oder zerstäubt und oder mittels eines Fallrohrs in den Brennraum (8) und/oder in den Reaktionsraum (2, 2') eingebracht wird.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohstoffgemenge (RG) oder mindestens eine der Rohstoffkomponenten (RK) vor dem Einleiten in die Gasphase überführt werden.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Rohstoffgemenges (RG) mit oder entgegen einem Strömungssinn des Heißgasstroms (HGS) erfolgt.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass als Rohstoffkomponente (RK) mindestens ein organischer oder anorganischer Stoff aus der Gruppe Nitrate, Chlorite, Carbonate, Hydrogencarbonate, Carboxylate, Alkoholate, Acetate, Oxalate, Citrate, Halogenide, Sulfate, metallorganische Verbindungen oder Hydroxide verwendet wird.
  35. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohstoffgemenge (RG) einem ein- oder mehrstufigen nasschemischen Zwischenschritt unterzogen wird.
  36. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturprofil des Heißgasstroms (HGS) zumindest in Teilen des thermischen Reaktors (1) gesteuert und/oder geregelt wird.
  37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Temperatur des Heißgases in einem Bereich von 200° C bis 2000°C geführt wird.
  38. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturprofil durch Aufgabe eines weiteren Energieträgers (ET) und/oder Aufgabe eines Kühlmediums (KM) an mindestens einem weiteren Zuführungspunkt (5.1 bis 5.n) gesteuert und/oder geregelt wird.
  39. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschichtung mindestens ein organisches und/oder anorganisches gasförmiges und/oder flüssiges Beschichtungsgemenge (BG) verwendet wird.
  40. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine ein- oder mehrstufige thermische Nachbehandlung der Partikel (P) in einem weiteren thermischen Reaktor stattfindet.
  41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während der thermischen Nachbehandlung eine weiterte zumindest partielle Beschichtung stattfindet.
  42. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, dass vor, während oder nach der thermischen Nachbehandlung eine Trockenmahlung und/oder eine Überführung der Partikel (P) in eine Suspension und/oder eine Nassmahlung und/oder eine Trocknung der Suspension stattfindet.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008035524A1 (de) * 2008-07-30 2010-02-04 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Zinkoxid-Partikel, Zinkoxid-Pulver und Verwendung dieser
EP2218685A1 (de) 2009-02-16 2010-08-18 Süd-Chemie AG Zinkoxid-Kristallpartikel und Verfahren zu der Herstellung
DE102012200652A1 (de) 2012-01-18 2013-07-18 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Werkstoff zur Herstellung von Keramiken
DE102012200654A1 (de) 2012-01-18 2013-07-18 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Werkstoff zur Herstellung von Keramiken
EP2982435A1 (de) * 2014-08-07 2016-02-10 Kronos International, Inc. Verfahren zur Herstellung eines kohlenstoffhaltigen Photokatalysators auf Basis von Titandioxid
EP3053571B1 (de) 2015-02-05 2017-03-22 Dentsply DeTrey GmbH Verfahren zur Herstellung einer teilchenförmigen Dentalfüllstoffzusammensetzung
DE102016004977A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-26 Horst Büchner Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Materialbehandlung in einem Schwingfeuer-Reaktor
DE102017005632A1 (de) * 2017-06-15 2019-01-03 H.C. Starck Surface Technology and Ceramic Powders GmbH Vorrichtung zum gleichzeitigen Trocknen, Decarburieren und Desagglomerieren von Pulvern
DE102018211635A1 (de) * 2018-07-12 2020-01-16 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln
DE102018211628A1 (de) * 2018-07-12 2020-01-16 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln
DE102018211639A1 (de) * 2018-07-12 2020-01-16 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Partikeln

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD114454A1 (de) * 1974-04-02 1975-08-05
DD123808A1 (de) * 1976-01-23 1977-01-19
DD245648A1 (de) * 1986-01-02 1987-05-13 Dessau Zementanlagenbau Veb Verfahren und vorrichtung zur herstellung hochdisperser kieselsaeuren
WO2002072471A2 (de) 2001-03-13 2002-09-19 Merck Patent Gmbh Verfahren zur herstellung von multinären metalloxidpulvern in einem pulsationsreaktor
DE102004044266A1 (de) 2004-09-10 2006-03-30 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung alkalimetallhaltiger, mehrkomponentiger Metalloxidverbindungen und damit hergestellte Metalloxidverbindungen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD114454A1 (de) * 1974-04-02 1975-08-05
DD123808A1 (de) * 1976-01-23 1977-01-19
DD245648A1 (de) * 1986-01-02 1987-05-13 Dessau Zementanlagenbau Veb Verfahren und vorrichtung zur herstellung hochdisperser kieselsaeuren
WO2002072471A2 (de) 2001-03-13 2002-09-19 Merck Patent Gmbh Verfahren zur herstellung von multinären metalloxidpulvern in einem pulsationsreaktor
DE102004044266A1 (de) 2004-09-10 2006-03-30 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung alkalimetallhaltiger, mehrkomponentiger Metalloxidverbindungen und damit hergestellte Metalloxidverbindungen

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008035524A1 (de) * 2008-07-30 2010-02-04 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Zinkoxid-Partikel, Zinkoxid-Pulver und Verwendung dieser
EP2218685A1 (de) 2009-02-16 2010-08-18 Süd-Chemie AG Zinkoxid-Kristallpartikel und Verfahren zu der Herstellung
DE102009009182A1 (de) 2009-02-16 2010-08-19 Süd-Chemie AG Zinkoxid-Kristallpartikel und Verfahren zu der Herstellung
DE102012200652A1 (de) 2012-01-18 2013-07-18 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Werkstoff zur Herstellung von Keramiken
DE102012200654A1 (de) 2012-01-18 2013-07-18 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Werkstoff zur Herstellung von Keramiken
WO2016020044A1 (de) * 2014-08-07 2016-02-11 Kronos International, Inc. Verfahren zur herstellung eines photokatalysators auf basis von kohlenstoff- oder metallhaltigem titandioxid
EP2982435A1 (de) * 2014-08-07 2016-02-10 Kronos International, Inc. Verfahren zur Herstellung eines kohlenstoffhaltigen Photokatalysators auf Basis von Titandioxid
US9539560B2 (en) 2014-08-07 2017-01-10 Kronos International, Inc. Method for manufacturing a photocatalyst based on titanium dioxide containing carbon or metal
EP3053571B1 (de) 2015-02-05 2017-03-22 Dentsply DeTrey GmbH Verfahren zur Herstellung einer teilchenförmigen Dentalfüllstoffzusammensetzung
DE102016004977A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-26 Horst Büchner Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Materialbehandlung in einem Schwingfeuer-Reaktor
DE102016004977B4 (de) 2016-04-22 2023-09-21 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Materialbehandlung in einem Schwingfeuer-Reaktor
DE102017005632A1 (de) * 2017-06-15 2019-01-03 H.C. Starck Surface Technology and Ceramic Powders GmbH Vorrichtung zum gleichzeitigen Trocknen, Decarburieren und Desagglomerieren von Pulvern
DE102018211635A1 (de) * 2018-07-12 2020-01-16 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln
DE102018211628A1 (de) * 2018-07-12 2020-01-16 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln
DE102018211639A1 (de) * 2018-07-12 2020-01-16 Ibu-Tec Advanced Materials Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Partikeln

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