DE1194827B - Verfahren zur Oxydation von Halogeniden in der Dampfphase - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

BOIj

Deutsche Kl.: 12 g-5/01

Nummer: 1194 827

Aktenzeichen: B 51142IV a/12 g

Anmeldetag: 19. November 1958

Auslegetag: 16. Juni 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oxydation eines exotherm mit Sauerstoff reagierenden Halogenides in der Dampfphase durch Umsetzung des über seinen Taupunkt erhitzten Halogenides mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas.

Es ist bekannt, daß die bei der Reaktion von Titantetrachlorid mit Sauerstoff entwickelte Reaktionswärme bei wirksamer Ausnutzung ausreichen würde, die Reaktion auf einer angemessenen Temperatur innerhalb des Bereiches von ungefähr 800 bis 1200° C zu halten, wobei die gasförmigen Reaktionsprodukte mit dieser Temperatur aus der Reaktionskammer austreten.

Es sind viele Verfahren zur Herstellung von Titandioxyd aus Titantetrachlorid durch Oxydation mit Sauerstoff oder sauerstoffenthaltenden Gasen beschrieben worden. Bei diesen Verfahren werden das Titantetrachlorid und die Sauerstoffgase in eine leere Kammer durch Brenner verschiedener Ausführungsform eingeführt. In allen diesen Fällen war jedoch eine -zusätzliche Wärmezufuhr erforderlich, die normalerweise durch Vorheizen der Gase oder durch Wärmezufuhr durch die Kammerwandung oder durch Verbrennung von Brennstoffen innerhalb der Kammer erzielt wurde. Diese zusätzliche Wärmezufuhr sollte nicht die Aufrechterhaltung der Reaktionstemperatur bezwecken, sondern lediglich die Zündung der eintretenden Reaktionspartner durch Erhöhung ihrer Temperaturen bewirken. Die durch die Reaktion erzeugte überschüssige Wärme wurde nicht zur Vorheizung der Gase verwendet — es wurde auch keine Methode angegeben, die dies ermöglicht hätte — und machte deshalb die Zuführung zusätzlicher Wärme erforderlich.

Zwar wird bei einer neueren Entwicklung die Oxydation von Titantetrachlorid in der Gasphase in einem Fließbett aus inertem Material durchgeführt. Bei dieser Verfahrensart dient das vorgewärmte Fließbett zur Erwärmung der reagierenden Partner auf die Reaktionstemperatur, worauf die im Lauf der Reaktion frei werdende Reaktionswärme an das Fließbett zurückübertragen wird. Es fehlte aber bisher eine Möglichkeit, die Reaktionswärme ohne die Hilfe fester Oberflächen, d. h. in einer offenen Kammer, an die reagierenden Partner zu übertragen. Diese Aufgabe will die Erfindung lösen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Oxydation von exotherm mit Sauerstoff reagierenden, insbesondere unter 600° C verdampfbaren Halogeniden in der Gasphase durch Umsetzung des über seinen Taupunkt erhitzten Halogenides mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas in einer leeren Kam-

Verfahren zur Oxydation von Halogeniden in der Dampfphase

Anmelder:

British Titan Products Company Limited,

Billingham, Durham (Großbritannien)

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore und Dipl.-Ing. H. Gralfs,
Patentanwälte, Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Alan Edward Callow, Middlesbrough, Yorkshire; William Hughes,

James Dennis Groves, Fairfield, Durham

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 20. November 1957 (36 227)

mer, in die die Reaktionsteilnehmer in benachbarten parallelen Strömen oder nach vorheriger Vermischung in einem einzigen Strom eingeleitet und gezündet werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionskomponenten in eine Reaktionskammer einleitet, deren mittlere Weite mindestens das Zwanzigfache des Durchmessers der Gaseinlaßdüse beträgt, wobei wenigstens einem der Reaktionsteilnehmer eine Strömungsgeschwindigkeit entsprechend einer Reynoldsschen Zahl von mehr als 50 000 erteilt und die Zuführung von Hilfswärme zur Erwärmung der Reaktionsteilnehmer auf Zündtemperatur nach dem Anlaufen der Reaktion beendet wird.

Man hat festgestellt, daß bei getrennter oder gemischter Einführung des Halogenids und des oxydierenden Gases in eine leere, vorgewärmte Reaktionskammer ausreichender Größe unter turbulenten Bedingungen der Gasstrom anscheinend in Form eines Kegels oder in ähnlicher divergenter Form expandiert. Dadurch wird ein Zustand geschaffen, der eine Änderung der Strömungsrichtung der Gase bewirkt, so daß ein beträchtlicher Teil von ihnen zu der Eintrittsstelle zurückwandert. Dieser Effekt wird im folgenden als eine Art von Rezirkulation bezeichnet.

Dieser Effekt wird dadurch verstärkt, daß ein oder beide reagierenden Partner gasförmig in die Reak-.

509580/403

tionskammer durch eine Mündung oder Düse bei hoher Geschwindigkeit eingeführt werden, da sich dann die reagierenden Partner mit dem umgebenden Gas, das hauptsächlich aus den heißen Reaktionsprodukten besteht, sehr schnell mischen, wodurch die Temperatur der eintretenden Gase sehr schnell auf Reaktionstemperatur gebracht wird. Eine verhältnismäßig große Menge an Reaktionsprodukten wird nach Verlassen der Hauptreaktionszone teilweise kontinuierlich zurückgeführt und mischt sich mit den eintretenden reagierenden Partnern. Diese Menge von rezirkuliertem heißem Gas muß so groß sein, daß dadurch die kalten reagierenden Partner auf Reaktionstemperatur erwärmt werden. Bei Titantetrachlorid und Sauerstoff reicht ein Rezirkulationsverhältnis von 5 Gewichtsteilen Reaktionsprodukte pro Gewichtsteil der eintretenden kalten Reaktionsteilnehmer aus. Durch die Erfindung wird die Rückführung mittels mechanischer Einrichtungen dadurch unnötig gemacht, daß die eintretenden reagierenden Partner hohe kinetische Energie erhalten, die die gewünschte Rezirkulation und Mischung eines beträchtlichen Teiles der Reaktionsgase mit den reagierenden Partnern bewirkt.

Zur Erzielung dieser Rezirkulation wird eines oder beide der reagierenden Gase einer Mündung, Düse oder einem anderen Einlaß begrenzten Querschnitts unter solchem Druck zugeführt, daß die nötige Geschwindigkeit erzielt wird. Normalerweise braucht dieser Druck nicht höher zu sein als 0,56 kg/cm². Wenn auch höhere Drücke verwendet werden können, so ist diese Erhöhung doch normalerweise unwirtschaftlich. Es ist jedoch wesentlich, daß die Reynoldssche Zahl des Gases oder Dampfes bei Eintritt in die Kammer größer ist als 50 000 und vorzugsweise größer als 150 000. Wie allgemein bekannt, ist die Reynoldssche Zahl definiert als:

4W

Re =

wobei W das Gewicht des strömenden Mediums in g/s, P die Länge des inneren Umfangs des Einlasses in Zentimetern und μ die Zähigkeit des Mediums unter Stromaufwärtsbedingungen in g/cm s sind. Es wird hier Bezug genommen auf »Chemical Engineers' Handbook« von Perry, 3. Auflage, S. 375, wo die Reynoldssche Zahl so definiert ist.

Es ist weiterhin von Bedeutung, daß die Reaktionskammer, in die die reagierenden Partner mit hoher Geschwindigkeit eingeführt werden, ausreichend groß ist, um die Rezirkulationsströmung der heißen Reaktionsgase nicht zu behindern. So soll beispielsweise bei zentraler Anordnung einer kreisförmigen Düse in einer zylindrischen Reaktionskammer der Durchmesser oder die mittlere Weite dieser Kammer nicht kleiner sein als das Zwanzigfache, vorzugsweise wenigstens das Dreißigfache des Durchmessers der Gaseinlaßdüse oder Düsen, durch die das Gas mit der hohen Geschwindigkeit eintritt. Wenn der Einlaß eine zentral in einer zylindrischen Kammer angeordnete kreisförmige Düse ist, ist der Kammerdurchmesser in Meter normalerweise nicht größer als das 0,175fache der Quadratwurzel aus w, wobei w die Gasdurchflußmenge durch die Düse in kg/h ist.

Die gewünschte Rezirkulation kann dadurch verstärkt werden, daß der Endproduktstrom aus der Kammer in der Nähe der Stelle abgezogen wird, an der die reagierenden Partner eingeführt werden, wodurch eine natürliche Rückströmung in der Kammer erzeugt wird.

Für das Oxydationsverfahren gemäß der Erfindung kommen die Halogenide einer Reihe von Elementen in Betracht, wie Silizium, Titan, Aluminium, Niob, Eisen, Chrom, Zirkon, Vanadium, Zinn und Uran oder Mischungen davon. Die Chloride werden normalerweise bevorzugt.

Eine zusätzliche Wärmezufuhr wird nur dann erforderlich sein, wenn das Halogenid verdampft werden muß, ehe es in die Reaktionskammer eingeführt werden kann; diese Wärmezufuhr hat jedoch mit dem erfindungsgemäßen Verfahrensprinzip nichts zu tun. Das gleiche gilt für eine teilweise erforderliche Vorwärmung der Reaktionskammer zu Beginn des Betriebes.
Normalerweise werden die verschiedenen HaIo-

ao genide mit Sauerstoff zur Reaktion gebracht, da dadurch wegen Fehlens verdünnender Gase die Wärmeverluste verringert werden. Weiterhin haben die Oxydationsprodukte eine höhere Halogenkonzentration und sind infolgedessen wirtschaftlicher aufzuarbeiten. Andererseits wird die Verwendung von sauerstoff enthaltenden Gasen, wie z. B. Luft, nicht ausgeschlossen, vorausgesetzt, die Reaktionswärme ist angemessen hoch, um die Reaktionsbedingungen im wesentlichen gemäß der Erfindung aufrechtzuerhalten.

Die reagierenden Partner werden gasförmig eingeführt. Die Erfindung betrifft in der Hauptsache solche Halogenide, die bei mäßig hohen Temperaturen, vorzugsweise unterhalb von 600° C, verdampfbar sind. Die Vorwärmung erfolgt in dem Maße, das für die Verdampfung erforderlich ist, aber nicht, wie bei früheren Verfahren, so weitgehend, daß die Reaktion in einer leeren Kammer durch die Wärmezufuhr aufrechterhalten wird. Die Erfindung sieht daher keine Vorwärmung auf Temperaturen vor, die weit oberhalb des normalen Siedepunktes der betreffenden Halogenide liegen.

Zu Beginn des Verfahrens muß die Zündung der Gase eingeleitet werden, wozu eine Vorwärmung der Kammer geeignet ist. Als zweckmäßig hat es sich herausgestellt, das Verfahren durch Verwendung einer Hilfsflamme einzuleiten, wie sie durch die Verbrennung von brennbarem Gas, z. B. Leuchtgas, entweder mit Sauerstoff oder mit Luft erzeugt wird. Wenn auf diese Weise einmal die Zirkulation ausgebildet ist, was innerhalb von Sekunden geschieht, kann die Hilfsflamme entfernt und das Verfahren kontinuierlich und sich selbst unterhaltend durchgeführt werden. Selbstverständlich wird der Hilfsbrenner wiederverwendet, um die Reaktion neu einzuleiten, wenn diese aus irgendeinem Grunde unterbrochen worden sein sollte.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß das Verfahren gemäß der Erfindung zu seiner Durchführung eines ziemlich großen Apparates bedarf, der beispielsweise ausreicht, um wenigstens 1 t TiO₂ pro Tag zu erzeugen. Es ist eine Reaktionskammer notwendig, die aus chlorbeständigem Ziegelwerk aufgebaut ist, welches in geeigneter Weise mit isolierenden Ziegeln hintermauert und von einem Stahlmantel umgeben ist.

Die Zustandsbedingungen, insbesondere die Temperatur, können beträchtlich schwanken, was haupt-

sächlich durch die Eigenschaften des betreffenden Halogenids bedingt ist. So beträgt der normale Temperaturbereich bei der Oxydation von Titantetrachlorid 800 bis 1200⁰C, vorzugsweise 900 bis 1100° C.

Bei Durchführung des Verfahrens zur Oxydation von Titantetrachlorid in der Gasphase hat man festgestellt, daß die Teilchengröße des Titanoxyds durch geeigneten Zusatz von Wasserdampf zu dem Reaktionsgemisch gesteuert werden kann, wobei den reagierenden Partnern, wenn sie getrennt eingeführt werden, sauerstoffenthaltende Gase beigemischt werden. Man hat weiterhin festgestellt, daß die Teilchengröße durch Zusatz kleiner Mengen Siliziumtetrachlorid, vorzugsweise dampfförmig dem Titantetrachloriddampf vorher beigemischt, verändert werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden in einigen Beispielen an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

Beispiel 1

Der schematisch in Fig. 1 dargestellte Reaktor besteht aus einer vertikalen zylindrischen Kammer 1 mit einem Innendurchmesser von 46 cm und einer Höhe von 335 cm, wobei die innere Auskleidung 2 aus einem hochtemperaturbeständigen und chlorbeständigen Mauerwerk einer Stärke von 28 cm besteht, das wiederum von einem äußeren Isoliermauerwerk 3 einer Stärke von 11,50 cm umgeben ist. Das Ganze wird von einem Stahlmantel 4 umgeben, um dessen öffnungen Ringteile 5 und 6 geschweißt sind, die in Flanschen 7 und 8 auslaufen. Die obere Öffnung wird zweckmäßig mit einer Platte 9 verschlossen, die ein wärmeisolierendes Mauerwerk 9 a trägt. Durch diesen Verschluß 5 ist der Hauptbrenner 10 hindurchgeführt, durch den die reagierenden Partner eingespeist werden, das Titantetrachlorid über die Leitung 11 und der Sauerstoff über die Leitung 12. Dieser Hauptbrenner erstreckt sich bis zu einer Tiefe von 183 cm in das Innere der Kammer längs deren Achse, d. h. bis zu einem Punkt 13. Durch den Verschluß ist weiter eine hitzebeständige Leitung 14 hindurchgeführt, mittels der die Reaktionsprodukte entfernt werden. Der untere Boden der Reaktionskammer ist in geeigneter Weise durch eine Platte 15 verschlossen, die ein isolierendes Mauerwerk 16 einer Stärke von 23 cm trägt, welches dicht in den Ringteil 6 paßt. Durch diese Platte 15 und das Mauerwerk 16 ist in der Mittelachse durch die Öffnung 17 ein kleiner feststehender Gashilfsbrenner 18 eingeführt, mittels dessen Brenngas über die Leitung 19 und Luft oder Sauerstoff über die Leitung 20 in die Kammer eingeführt werden. Der Hauptbrenner 10 ist detallierter in Fig. 2 dargestellt. Er besteht aus einem Metallrohr 31 mit 6,3 cm Innendurchmesser aus V₂A-Stahl mit einem Flansch 32 zu seiner Befestigung am oberen Boden des Ofens. Das Rohr läuft an seinem äußeren Einspeiseende in einen Flansch 33 aus, an dem ein Einlaß 34 für Titantetrachlorid befestigt ist. An diesem Ende weist der Brenner weiterhin einen Einlaß 35 zur Einführung des Sauerstoffes oder des oxydierenden Gasstromes auf. Das Brennerrohr läuft an seinem anderen Ende, d. h. an der Eintrittsstelle 36 der Gase in die Kammer, in einer viereckigen Düse 37 aus (19 mm). Das Brennerrohr ist von dem Flansch 32 bis zum Ende 36 von einem hochtemperaturbeständigen Mantel 38 umgeben, der ungefähr 25 mm stark ist und mittels Silikatbinder gebunden ist.

Aus der Reaktionskammer wird der Hauptbrenner vorübergehend herausgezogen und dafür ein beweglicher Gashilfsbrenner durch die von dem Hauptbrenner normalerweise eingenommene Öffnung eingeführt, mittels dessen die Reaktionskammer durch Zuführung von Brenngas und Luft auf eine Temperatur auf 1100° C erwärmt wird. Dann wird der

ίο kleine feststehende Gashilfsbrenner 18 gezündet, der bewegliche Hilfsbrenner entfernt und durch den Hauptbrenner wieder ersetzt.

Gasförmiges Titantetrachlorid wird mit einer Temperatur von 150° C bei einer Durchsatzmenge von 3,6 kg/min anschließend durch den in Fig. 2 dargestellten Einlaß 34 eingeführt und gleichzeitig Sauerstoff durch den Einlaß 35 mit einer Temperatur von 170° C und einer Durchsatzmenge von 0,9 kg/min. Sobald in der Austrittsleitung 14 Chlorgas wahrnehmbar ist, wird der feststehende Hilfsbrenner ausgelöscht und dann die Reaktion 90 Minuten lang verlaufen lassen, wobei während dieser Zeit eine Temperatur von 1050 bis 1100° C in dem Reaktor aufrechterhalten wird. Die Reaktionsprodukte entweichen über die Leitung 14.

Die Verbrennung des Titantetrachlorids verläuft im wesentlichen vollständig. Die festen Produkte, die anschließend aus den Gasen entfernt werden, enthalten 99% TiO₂ mit einer mittleren Teilchengröße von 2 bis 5 Mikron.

Beispiel2

Die Reaktionskammer ist ähnlich der im Beispiel 1 beschriebenen. In diesem Fall hat jedoch der Hauptbrenner die in F i g. 3 dargestellte Konstruktion, um die getrennte Einführung der reagierenden Partner in die Reaktionskammer nach Art eines konzentrischen Rohrbrenners zu ermöglichen. Der Brenner besteht aus einem Metallrohr 41 aus V₂A-Stahl mit 6,3 cm Durchmesser, das so ausgeführt ist, daß es 183 cm in die Kammer hineinragt und in der Kammer in einer Düse 42 mit einem Durchmesser von 22 mm ausläuft sowie außen mittels einer Platte 43 an dem Flansch 44 befestigt ist. In der Seitenwandung dieses Rohres befindet sich ein Einlaß 45 für die Zuführung von Sauerstoff. An der Endplatte 43 ist eine Leitung 46 befestigt, die in einen Flansch 47 ausläuft und zur Zuführung des Titantetrachlorids dient. Die Leitung 46 besteht ebenfalls aus V₂A-Stahl und erstreckt sich bis zur Eintrittsstelle der Gase in die Reaktionskammer, d. h bis zu der Stelle 48, und hat an dieser Stelle einen Durchmesser von 11 mm, so daß sie den Eintritt von Titantetrachlorid innerhalb des konzentrischen Sauerstoffstromes an dieser Stelle ermöglicht. Dieser Brenner ragt bis zu 183 cm in den Ofen hinein und ist an der Kammer mittels des Flansches 50 befestigt. Die gesamte äußere Mantelfläche des Brenners ist mit einer hochtemperaturbeständigen Auskleidung 51 ummantelt, die eine Stärke von 25 mm hat und mit einem Silikatbinder gebunden ist.

Es wird entsprechend Beispiel 1 gearbeitet mit dem einen Unterschied, daß der Sauerstoff 1,3 Gewichtsprozent Wasserdampf enthält.

Die Reaktion verläuft im wesentlichen vollständig. Die Reaktionsprodukte enthalten 99°/o TiO₂ mit einer mittleren Teilchengröße von 0,6 Mikron.

Claims (1)

1. 7 8

   BeisDiel3 wobei die Teilchengröße der Feststoffe ungefähr

   0,4 Mikron beträgt.

   Die Reaktionskammer 61 ist, wie in Fig. 4 gezeigt, ausgebildet und weicht von dem in den vor- Beispiel4
   stehenden Beispielen verwendeten Apparat in der 5

   Hauptsache dadurch ab, daß die reagierenden Part- Die Anlage, wie im Beispiel 3 beschrieben, wird

   ner von unten anstatt von oben in die Kammer ein- zur Durchführung der Oxydation von Eisen(3)-

   geführt werden. Die Reaktionskammer 61 besteht in chloride wie folgt eingesetzt (d. h. der in Fig. 3

   ihrem Hauptteil aus einem vertikalen zylindrischen dargestellte Brenner und die in Fig. 4 dargestellte Behälter einer Höhe von 335 cm, dessen oberer Ab- io Reaktionskammer):

   schnitt in einer Tiefe von 213 cm einen Durchmesser Der Reaktor (Fig 4) wird auf eine Temperatur von 45 cm hat und dessen unterer Abschnitt sich von 900° C mittels Gas und Luft (Brenner 69) vorauf einen Durchmesser von 30,5 cm zum unteren gewännt. Wenn diese Temperatur erreicht ist, wird Boden hin verjüngt. Der Behälter ist mit hochtempe- ein Strom von 1,2 kg/min Sauerstoff bei einer Temperaturbeständigem und chlorbeständigem Mauerwerk 15 ratur von 100° C in den Reaktor durch das Rohr 45 einer Stärke von 28 cm ausgekleidet (62) und von des in F i g. 3 dargestellten Brenners eingeführt. Dann einer Ummantelung aus 11,4 cm starkem isolieren- wird Eisen(3)-chloriddampf mit einem Gehalt von dem Mauerwerk 33 umgeben. Die äußere Wandung 3volumprozentigem freiem Chlor bei einer Tempebildet ein Stahlmantel 64. Die obere öffnung des ratur von 350° C durch das Rohr 46 des in F i g. 3 Ofens ist an einem Flanschende 65 verschlossen, auf ao dargestellten Brenners eingeführt. Dieser Eisen(3)-dem eine Platte 66 liegt, die an ihrer Unterseite eine chloriddampf wurde durch elektrische Erwärmung 22,8 cm starke isolierende Mauerwerkdichtung 67 einer Schmelze erzeugt, die Eisen(3)-chloride und trägt. Durch die Mauerwerkdichtung verläuft ein Natriumchloride enthielt, und wurde dem Rohr 46 Kanal 68 axial zu dem Ofen. In diesen Kanal ist ein mit einer Menge von 6,5 kg/min zugeführt. Fünf feststehender Gashilfsbrenner 69 eingesetzt, von dem 25 Minuten nach Einschalten der Zufuhr von Eisen(3)-Brenngas über die Leitung 70 und Sauerstoff über chloriddampf wurde die Gas- und Luftzufuhr zu den die Leitung 71 zur Zündung der Flamme eingespeist Leitungen 70 und 71 abgeschaltet, worauf der werden können. An dem unteren Boden des Ofens ist Eisen(3)-chloriddampf fortlaufend mit dem Sauerstoff eine T-Stück-Konstruktion 72 angeschlossen, die in reagierte und die Reaktionswärme ausreichte, in der geeigneter Weise mit einer 15,2 cm starken hitze- 30 Reaktionskammer eine Temperatur von 700 bis beständigen Ausmauerung 73 verkleidet ist. Mittels 750° C aufrechtzuerhalten. Unter diesen Bedingundieses T-Stückes werden die Austrittsgase über die gen wurden ungefähr 85% des Eisen(3)-chlorides in öffnung 74 entfernt. Das untere Ende des T-Stückes Eisen(3)-oxyd einer Teilchengröße von ungefähr 2 bis ist von einer Platte 75 verschlossen, die ein Isolier- 3 Mikron umgewandelt.

   mauerwerk 76 trägt, das satt in den ringförmigen 35 Fig. 5 der Zeichnung veranschaulicht sehr sche-Teil 77 paßt. Durch das Mauerwerk 76 wird nor- matisch einen typischen Strömungsverlauf, den die malerweise der Hauptbrenner 78 eingeführt, der sich reagierenden Partner und die Reaktionsprodukte in etwa bis zur Hälfte in den Ofen hinein erstreckt und der Reaktionskammer aufweisen, wenn die Anlage mit Titantetrachlorid über eine Leitung 80 und entsprechend einem der vorhergehenden Beispiele beSauerstoff über eine Leitung 81 gespeist wird. Der 40 trieben wird. Beispiel 3 ist zum Zweck der Ver-Hauptbrenner ist durch Flansche 82 befestigt. Der anschaulichung ausgewählt worden. Man ersieht, daß Hauptbrenner 78 ist, wie im Beispiel 2 beschrieben, die reagierenden Partner aus der Düse in einem ausgebildet, d. h., er ist ein konzentrischer Brenner, kräftigen divergenten Strom austreten und sich mit wie er in F i g. 3 dargestellt ist. Reaktionsprodukten vermischen, die in die Reak-

   Zur Vorwärmung der Reaktionskammer wird 45 tionszone rezirkulieren, so daß die eintretenden

   wieder der Hauptbrenner 78 vorübergehend entfernt reagierenden Partner schnell auf Reaktionstempera-

   und durch einen beweglichen Hilfsbrenner ersetzt. tür erwärmt werden.

   Die Reaktionskammer wird durch den gezündeten Die die Erfindung erläuternden Zeichnungen ver-Hilfsbrenner auf eine Temperatur von 1100° C vor- anschaulichen eine Anordnung, nach der die gasgewärmt. Dann wird der feststehende Gashilfsbrenner 50 förmigen Reaktionsprodukte an dem selben Ende gezündet und der bewegliche Hilfsbrenner entfernt der Reaktionskammer abgezogen werden, an dem und wieder von dem Rezirkulationsbrenner oder auch die Reaktionsteilnehmer eingeführt werden. Hauptbrenner ersetzt. Eine derartige Anordnung ist jedoch keineswegs

   In dem in F i g. 3 dargestellten Hauptbrenner wer- obligatorisch, da — wie oben ausgeführt — die den gasförmiges Titantetrachlorid mit einem Gehalt 55 Rezirkulierung der Reaktionsprodukte durch den von 4 Gewichtsprozent Siliziumtetrachlorid mit einer entscheidenden Faktor der Erfindung ermöglicht Temperatur von 150° C und in einer Durchsatz- wird, nämlich die Einführung des Reaktionsteilnehmenge von 3,6 kg/min über die Leitung 47 eingeführt mers oder der beiden Reaktionsteilnehmer mit der und gleichzeitig Sauerstoff mit einem Feuchtig- oben genannten sehr großen Reynoldszahl.
   keitsgehalt von 1,3 Gewichtsprozent in einer Durch- 60
   satzmenge von 0,9 kg/min über die Leitung 45. Sobald in der Austrittsleitung Chlorgas wahrnehmbar Patentansprüche:
   ist, wird der feststehende Hilfsbrenner 69 ausgelöscht. Die Reaktionswärme hält in dem Ofen die 1. Verfahren zur Oxydation von exotherm mit Temperatur zwischen 1050 und 1100° C aufrecht. 65 Sauerstoff reagierenden, insbesondere unter Die Reaktionsprodukte werden getrennt. 600° C verdampfbaren Halogeniden in der Gas-

   Bei dieser Betriebsweise ist die Umwandlung der phase durch Umsetzung des über seinen Tau-Chloride in feste Oxyde im wesentlichen vollständig, punkt erhitzten Halogenides mit Sauerstoff oder

   einem sauerstoffhaltigen Gas in einer leeren Kammer, in die die Reaktionsteilnehmer in benachbarten parallelen Strömen oder nach vorheriger Vermischung in einem einzigen Strom eingeleitet werden, wobei zusätzlich Wärme zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionskomponenten in eine Reaktionskammer einleitet, deren mittlere Weite mindestens das Zwanzigfache des Durchmessers der Gaseinlaßdüse beträgt, wobei wenigstens einem der Reaktionsteilnehmer eine Strömungsgeschwindigkeit entsprechend einer Reynoldsschen Zahl von mehr als 50 000 erteilt und die Zuführung zusätzlicher Wärme nach dem Zünden der Reaktion beendet wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem der Reaktionsteilnehmer eine Strömungsgeschwindigkeit

   10

   entsprechend einer Reynoldsschen Zahl von mehr als 150 000 erteilt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion durch Aufheizen der Kammer mittels Verbrennung eines Brennstoffgases in der Kammer eingeleitet wird.

   4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Wasserdampf gleichzeitig mit den Reaktionspartnern in die Kammer eingeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 947 788, 918 028,

   554633;

   deutsche Auslegeschrift A 21834IV a/12 g

   (bekanntgemacht am 6.12.1956);
   schweizerische Patentschrift Nr. 221309.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 580/403 6.65 © Bundesdruckerei Berlin