DE1442690A1 - Verfahren zur Durchfuehrung von Gasphasenreaktionen - Google Patents
Verfahren zur Durchfuehrung von GasphasenreaktionenInfo
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Description
1U2690 FARBENFABRIKEN BAYER AG
LEVERKU S EN-B*yerwerk
GB/Ni ' Patent-Abteilung 4.3.1968
ABSCHRIFT
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Durchführung
exotharmer bzw. schwach endothermer Reaktionen zwischen gasförmigen uad/oder dampfförmigen Reaktionskomponenten und/oder
Pestkörpern zar Herstellung feinverteilter anorganischer Feststoffe.
Durch Umsetzung vorzugsweise verdampfbarer Metall- oder Halbmetallhalogenide mit beispielsweise Luft, Sauerstoff, Wasser
oder Ammoniak können z. B. Oxide, Nitride oder Boride in feinverteilter Form erhalten werden.
Bisher sind u. a. zahlreiche Verfahren zur Verbrennung von Titantetrachlorid,
bekannt geworden.· Ein Verfahrensprinzip besteht in der Einführung der Reaktionskomponenten in die Brennkammer
durch Düsen oder konzentrisch ineinandergesteckte Rohre (s. britische Patentschrift 925 876). Eine derartige Anordnung erlaubt
aber nur einen beschränkten Durchsatz, da man diese Brenner niqht beliebig groß dimensionieren kann. Eine Produktion grösserer
Mengen erfordert daher eine größere Anzahl von nebeneinander angeordneten Brennern komplizierter Bauart. Ein zweiter
Nachteil dieser Arbeitstechnik besteht darin, daß durch teilweise Reaktion der Gase bereits an den Brennermündungen dort feste An-
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sätze der Reaktionsprodukte gebildet werden, wodurch ein Unterbrechen
der Reaktion und Ausbau des Brennersatzes notwendig wird. Zur Verhinderung der Brennerverkrustungeη ist vorgeschlagen worden,
Sand in den Reaktionskomponenten mitzuführen oder in den gasführenden Leitungen konzentrische Rohre einzuführen, die eine
Suspension von Sand in Gas enthalten und kurz vor der Düse enden, so daß das Treibgas den Sand gegen dia Düsenwandung schleudert
und diese von Anwachsungen bzw. Verstopfungen freihält.
In einem anderen Verfahren gemäß der schweizer. Patentschrift
262 553 wird zur Überwindung dieser Schwierigkeiten der Brenner so modifiziert, daß die Düsen mit dem oxydierenden Sas die Chloriddampf
-ZuIe Ltung in regelmäßiger Form umstehen, die Düsen aber
von der Parallelstellung gegenüber de-n TiCl.-Einleitungsrohr sowohl
in axialer als auch radialer Ricitung um einen geringen
Winkel abweichen, derartig, daß das oxydierende Gas sich mit einer
gewissen Drallbewegung um den Titante trachloriddampf herum bewegt und dann die Mischung erfolgt. Das Verkrusten der Zuführungsleitungen kann dadurch hinausgeschoben, werden.
Das Problem der Vertrustungen wird noch kritischer, wenn Kohlenmonoxid
mitveirbrannt wird. Da hierbei ein gewisser Wassergehalt
im Gasgemisch nötig ist, wurde vorgeschlagen, gemäß US Patentschrift 2 957 753 mit Hilfe eines Schutzgasschleiers dafür zu
sorgen, daß die feuchte Gaskomponente mit dem Titantetrachlorid
nicht schon vor der Verbrennungszone in Berührung kommt, anderenfalls erfolgen wieder Ansätze an den Rohren, da die Hydrolysereaktion
schneller abläuft als die Oxydation mit Sauerstoff. Zur Vermeidung von Ankrustungen>
an den Reaktorwänden werden ebenso inerte Materialien benutzt, die mit den Gasen in die Brennkammer
eingeführt werden oder man verwendet poröses Wandmaterial, ■
durch das Inertgase oder CO eingedrückt werden.
Die zur Überwindung der Verkrustungsgefahr vorgeschlagenen und oben geschilderten Maßnahmen bedingen eine komplizierte Konstrulction
des Brenners bzw. des Düsensatzes; außerdem ist die Verwen-
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dung von größeren Mengen Inertgas - als Treibgas "für Sand, als Schutzgas bei der zusätzlichen Verbrennung von Kohlenmonoxid oder
als Schutzgas bei Einbau von porösen Rohren - unwirtschaftlich.
Nach einem zweiten Verfahrensprinzip z. B. gemäß US Patentschrift 3 043 657 wird die Reaktion in einem Bett aus Inertmaterial durchgeführt.
Dieses Prinzip hat aber den wesentlichen Nachteil, daß sich das Reaktionsprodukt an den Inertkörpern 3ehr stark ansetzt
und das Bett immer wieder erneuert werden muß. Die Verluste an Titandioxid sind beträchtlich; zur Wiedergewinnung des TiOp als
Tetrachlorid muß das ausgetragene Bettmaterial einer Chlorierung zugeführt werden oder man benutzt grebes TiO2 als Inertmaterial
und verwendet den Austrag für keramische Zwecke. Darüber hinaus erfolgen auch bei diesem Verfahren Arkrustungen der im oder unter,
dem Fließbett gelegenen Eintrittsöffr.ungen der Reaktionsgase. Die
vorgeschlagene Veränderung, die Gase mit einer derartigen Geschwindigkeit in das Bett einzublaser, daß wenigstens ein Teil
der Verbrennung über dem Fließbett stattfindet, vermeidet das Ansetzen des Produktes an das Inertmaterial nicht in nennenswertem
Maße.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen
Durchführung exothermer oder schwach endothermer chemischer Reaktionen zwischen Gasen und/oder Dämpfen bzw.
zwischen Gasen und/oder Dämpfen und Festkörpern in einem Fließbettreaktor zur Herstellung von Metall- bzw. Halbmetalloxiden,
wobei die Metall- oder Halbmetallverbindungen in Form ihrer verdampfbaren
Halogenide eingesetzt v/erden, gegebenenfalls unter Vorerhitzung der Reaktionsteilnehmer und/oder Durchführung einer
exothermen chemischen Hilfsreaktion im Reaktionsraum, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine oder mehrere Reaktionskomponenten
zumindest teilweise durch ein Fließbett inerter abriebfester Materialien in den Reaktor eingeführt werden und der andere
bzw» die übrigen Reaktionspartner oberhalb des Fließbettes in die sich trichterförmig erweiternde senkrecht stehende Reaktionszone
der Reaktionskammer eingeblasen werden, wobei die Reaktion ober-
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BAD OKQINAL
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halb des Fließbettes abläuft und daß der Abstand der Düsenmün-.
düngen in der Reaktionszone zum Fließbett so gewählt wird, daß die turbulenten Gasströme in der Reaktionszone Inertkörper aus
dem Bett wegtragen und an den Reaktorwänden kreisen lassen.
Im vorliegenden Verfahren werden die oben beschriebenen Schwierigkeiten
und Nachteile vermieden; die Reaktion kann kontinuierlich durchgeführt werden, ohne daß Vertrustungen an den Gaseintrittsöffnungen
auftreten und ohne daß wesentliche Ansätze der
Reaktionsprodukte am inerten Bettmaterial entstehen.
Das Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von feinteiligen
Metalloxiden von TiOp und SiOp durch Verbrennen der entsprechenden dampfförmigen Metallhalogenide, bevorzugt der Chloride
im Luft- oder Sauerstoffstrom bei Temperaturen von 800 13000C.
Im folgenden soll das neue Verfahren anhand der thermischen Zersetzung
von Metallhalogeniden mit Luft oder Sauerstoff näher erläutert
werden.
Der aus keramischen Material aufgebaute Reaktor besteht aus einem
zylindrischen Fließbett, einer darüber befindlichen, sich trichterförmig erv/eiternden Reaktionszone oder Brennkammer und einem
darauf folgenden, senkrecht stehenden Zylinder, der Verweilzone oder Nachreaktionszone ist; die Anordnung ist in den Figuren 1
und 2 skizziert. Das zylindrisch angeordnete Fließbett besteht aus inerten Reibkörpern; durch das heiße Bett wird ein Reaktionsteilnehmer oder ein Teil der gas- bzw. dampfförmigen Reaktionskomponenten zugeführt. In die Reaktionskammer münden eine Anzahl
von Düsen, durch die die restlichen gas- bzw. dampfförmigen Reaktionspartner oder eine Suspension von Feststoffen in Gas
eingeblasen, mit dem durch das Bett eintretenden Gas- oder Dampfstrom homogen vermischt und gleichzeitig zur Reaktion gebracht
werden. Es ist ein wesentlicher Bestandteil des Verfahrens, daß die Reaktion vollständig oberhalb des Fließbettes erfolgt. Das
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feste, feinteilige Reaktionsprodukt wird durch den gleichmäßigen
Gasstrom nach oben durch ein weites Rohr - dessen Wände auf Temperaturen unter '100O0G gekühlt sein können - weggetragen. Am Reaktorausgang
kann es mit kaltem zurückgeführtem Reaktionsgas oder anderen Inertgasen und/oder einem Sandkühler weiter gekühlt werden
und nach konventionellen Methoden z. B. durch Zyklone und Staubfilter vom Reaktionsgas abgetrennt werden.
Quer zur Strömungsrichtung des Gases aus dem Bett wird vorzugsweise
das oxydierende Gas oder Gasgemisch durch ringförmig angeordnete Düsen in die konische Reaktionskammer eingeblasen. Dia
Düsen können radial gegeneinander gerichtet sein, vorteilhaftar
ist eine Anstellung in einem Y/inkel gegen den Radius zur Erzeugung
einer Rotation des Gases, die einen Rücksog erzeugt. Außardem sind die Düsen gegenüber der Horizontalen mit einem kleinen
Winkel nach oben oder unten gerichtet. Die Gase oder bei Verwendung
von festen Reaktionspartnern vorteilhafterweise auch die
Peststoffsuspension sollen mit Geschwindigkeiten zwischen 10 Jind
100 Meter pro Stunde aus den Düsen austreten; damit wird eine vollständige Vermischung mit dem Gas- oder Dampfstrom aus dem
Fließbett gewährleistet. Die Gase - im Falle der Herstellung von TiOp, SiOp oder Fe2O, aus den entsprechenden Halogeniden Luft
und/oder Sauerstoff - werden vor der Einführung in die Brennkammer auf die zur Aufrechterhaltung der thermischen Zersetzung ·
notwendigen Temperaturen oder gegebenenfalls auch höher direkt oder indirekt vorgeheizt, z.B. durch 7/ärmeaustausch, insbesondere
auch mit Hilfe von elektrischem Strom, z. B. in Form einer Entladung, eines verblasenen Lichtbogens oder einer Widerstandsheizung.
Die Luft wird auf Temperaturen von 700 bis 120O0C vorgeheizt;
wird Sauerstoff verwendet, so kann dieser auf 200 bis 50O0O vorzugsweise auf 300 bis 40O0G vorgewärmt werden. In kleineren
Apparaturen vermag die Reaktionswärme z. B. der TiCl.-Oxydation
mit Sauerstoff die notwendige Reaktionstemperatur nicht aufrecht zu erhalten und das Mitverbrennen eines Brennstoffes
kann nötig werden. Als solcher kann z. B. Kohlenmonoxid ebenfalls durch die Düsen eingebracht werden.
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BAD ORWHMAl
(
U 4.26.9 O
Den Gasen kann rückgeführtes Reaktionsgas oder ein Inertgas beige-.
mischt werden. ·
Ein Teil der Düsen kann auch dazu benutzt werden, einen Teilstrom
des nötigen Metallchlorid-Dampfes einzuführen.
Das vorerhitzte Metallchlorid, evtl. vermischt mit Anteilen luft
oder .Sauerstoff, mit Inertgasen, ■ rückgefüJirtem Reaktionsgas oder
zusätzlichem Brenngas, wird vorzugsweise durch das Fließbett, eingeführt.
Bei Herstellung von TiQp wird Titantetrachlorid auf
300 bis 4000C vorgeheizt, unter Umständen aber auch bis 800 oder
9000C mit Hilfe elektrischer Energie. Die inerten-Reibkörper des
Bettes mit einem spezifischen Gewicht zwischen 2 und 5» einem Korndurchmesser von 0,1 bis 1,0 mm und vorzugsweise kugeliger
Gestalt bestehen aus kompakt gesinterten oder aus Schmelzen
erhaltenen, hoc-h abriebfesten Stoffen, z. B. aus Oxiden, wie
AIpO^, SiOpj TiOp, ZrOp, entsprechenden Mischoxiden oder ZrSiO .
Mit Hilfe des Bettes erfolgt einmal eine gleichmäßige Verteilung
des Gas-bzw. Dampfstromes, zum andere:i ist eine Erhitzung des Gases
oder des Gasgemisches möglich - u. U. bis nahe an die Rea'otionstemperatur
- bevor das Gas in die eigentliche Reaktionszone eintritt. Umgekehrt lassen sich auf diese Weise die Inertkörper
auf einer Temperatur halten, die unterhalb der Reaktio:istemperatur
liegt.
Die Temperatur des Fließbettmaterials läßt sich im Bereich 500 bis 10000C einstellen; bevorzugt wird der Bereich 600 bis 8000O.
Die Temperatur der Reaktionszone ist 800 - I3OO C, vorzugsweise
900 bis 11000C. Die Temperatur in der Verweilzone soll im oberen
Teil <10000C betragen.
Es wurde gefunden, daß bei geeigneter Anstellung der Düsen und richtiger Wahl des Abstandes dieser Gaseintrittsöffnungen vom
Fließbett die Gasströme im konischen Reaktionsraum einen Teil der Reibkörper mit hochtragen und gegen die Wandung schleudern;
von dort kehren sie in kreisenden Bewegungen wieder in das Bett
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zurück. Je nach·Gasbeaufschlagung des Reaktors lassen sich die
Reibkörper an der V.and entlang bis in die zylindrische Verweilzone
hinaus befördern.
Die hier geschilderte Art der Reaktionsf ührunp; bietet gegenüber
den früher empfohlenen Verfahren einige entscheidende Vorteile. So ist ein Verstopfen der GasZuführungen infolge Verkrustungen "
ausgeschaltet. Die Zuleitung des Chloriddampfes ist vom eigentlichen Reaktionsraum durch das Fließbett getrennt, während die
Düoenmündungen in Konus stets von wirbelndem Sand bestrichen werden;
außerdem sind im konischen Teil die Strömungsverhältnisse derart, daß keine größeren Mengen den Chloriddampfes an die Düsenmündung
gelangen. Durch das Wirbeln der Reibkörper an der Reaktorwand - sowohl i*n Konus als auch in der zylindrischen Verweilzone
- werden auch dort Ankrustungen unterdrückt. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die
Reaktion vollständig oberhalb des Bettes stattfindet. Aufwachsen der Produkte auf die Inertkörper - wie es beim üblichen
Fließbettverfahren in sehr starkem Ausmaße erfolgt - findet daher nicht oder nur in sehr geringem Maße statt.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß man die Fließbettemperatur einstellen bzw. regulieren kann.
Da die Verbrennung des Chlorids im Raum oberhalb des Fließbettes abläuft, kann dessen Temperatur unterhalb der Reaktionstemperatur
gehalten werden. Dies kann man durch den Wärmeaustausch mit
dem zugeführten Chloriddampf erreichen, der dann auf entsprechend niedrige Temperaturen vorgeheizt wird; weitere Möglichkeiten sind
u. a. eine erhöhte kontinuierliche Zuführung kalten Fließbettmaterials
am oberen Ende der zylindrischen Verweilzone und Austragen von heißem Fließbettmaterial durch einen Stutzen am Bett oder
Einführung von kaltem rückgeführtem Reaktionsgas bzw. Inertgas. Diese Maßnahmen erlauben es, sowohl die Wand als auch die an der
Y/and der Reaktionszone und der zylindrischen Verweilzone kreisenden Reibkörper auf einer Temperatur unterhalb
der im Inneren der Reaktionszone herrschenden zu halten und Ankrustungen sowie Überhitzung der Reaktionswand zu vermeiden.
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BW>.W
Durch die konische Form der Reaktionszone und die" Einführung des oxydierenden Gases mit einer tangentialen Komponente wird
erstens eine' Umhüllung des von unten kommenden Chloriddampfes und
zweitens die Belegung der Wand mit einer relativ kalten Gasschicht erreicht. Beides gewährleistet, daß die Oxydation nicht
an der Wand stattfinden kann, was sonst zu den harten Ankrustungen
führen würde.
Eine Variationsinöglichkeit des Verfahrens besteht darin, daß sich
an die konusförmige Reaktionskammer ein sich nach unten trichter^ förmig erweiternder Raum anschließt, der dann von einem Fließbett
abgeschlossen wird. Dies ermöglicht, entsprechend der Bettvergrößerung,
einen wesentlich erhöhten Durchsatz durch den Ofen. Das von oben aufgegebene kalte Fließbettmaterial läuft - bedingt
durch den sich wirbeiförmig nach oben bewegenden Gasstrom an der Wandung der Reaktionskammer entlang nach unten und übernimmt
die Kühlung und Freihaltung der Wand.
Die folgenden Beispiele und die anhängende Skizze sollen die Durchführung des Verfahrens näher erläutern.
Beispiel 1 . . '
Pro Stunde wurden 26 kg Titantetrachlorid - in dem 0,9 Gewichtsprozent
AlCl, aufgelöst waren - verdampft, auf 45O0C erhitzt und
in einer Vorrichtung entsprechend Abb. 1 umgesetzt. Der TiCl,-Dampf
trat bei 1 in einen Anströmkasten ein, passierte die gelochte Platte 2, durchströmte das Fließbett 3 aus den inerten
Reibkörpern - Sand - das sieh auf einer Temperatur von ca. 6000C
befand, und trat dann in die konische Reaktionskammer 4 ein. 13,5 Nur Luft wurden stündlich erst auf 115O0C vorerhitzt und
dann durch die Düsen 5 in die Oxydationszone eingeblasen. Es wurden
6 Düsen mit einem Innendurchmesser von 10 mm verwendet. Die Austrittsgeschwindigkeit der Gase aus den Düsen betrug 40 m/sec.
Das Molverhältnis von TiCl.>0o war ti 1,15· Kalte Inertkörper wurden
bei 7 in die zylindrische Verweilzeit 6 kontinuierlich einge-
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geben und entsprechend heiße Reibkörper durch das Rohr 8 abgezogen*
Die Reaktionsprodukte wurden durch die Öffnung 9 ausgetragen, in
einem nachgeschalteten Sandkühler abgekühlt, Titandioxid in Zyklon und Staubfilter abgeschieden. Das Abgas hatte folgende
Zusammensetzung: N^ = 63 i°\ Gl2 = 33,6 fo und O2 = 2,7 °ß>
sowie Spuren von TiGl,.
Die Ausbeute betrug 96 ?o* 87 Gewichtsprozent lagen mit ihrem
Teilehendurchmesser zwischen 0,2 und 0,3/U. Das Aufhellvermögen
betrug 790, gemessen nach DIN 53 192.
30 liter TiClÄ - in dem 0,9 Gewichtsprozent AlGl, gelöst waren-
ο
pro Stunde wurden verdampft, auf 450 C vorgeheizt und durch das Fließbett i» cfcen Reaktionsraum eingebracht. Mit dem Titanchlorid
pro Stunde wurden verdampft, auf 450 C vorgeheizt und durch das Fließbett i» cfcen Reaktionsraum eingebracht. Mit dem Titanchlorid
■5
strömten noch, 2 lim 00 in der Stunde durch das Bett. Durch 4 Düeen mit einem Durchmesser von 7 mm wurden stündlich 12 Nur Sauerstoff eingeblasen» die auf 3000C vorgeheizt waren. Die Austrittsgeschwind igk'äit in die Kammer war dementsprechend ca. 45 m/sec.
strömten noch, 2 lim 00 in der Stunde durch das Bett. Durch 4 Düeen mit einem Durchmesser von 7 mm wurden stündlich 12 Nur Sauerstoff eingeblasen» die auf 3000C vorgeheizt waren. Die Austrittsgeschwind igk'äit in die Kammer war dementsprechend ca. 45 m/sec.
Molverhältnis TiGl.iOgSC.O betrug 1 »1,97:0,33·. Die Reaktionstemperatur stellte sich um 10500C ein.
Es wurde e.in Produkt von guter Pigment quäl i tat in 94 $iger Ausbeute
erhalten. Das Aufhellvermögen nach DIIT 53 192 lag bei 805.
Die Abgaszusammensetzung war 74 ?° Cl2, 17,1 f<>
O2 und 7,5 ^ CO2,
daneben Spuren TiCl^, CO und etwas HCL.
In das Bett wurden stündlich 29,7 kg SiCl» eingeblasen, das auf
35O°C vorgeheizt war· 22 Nm^ feuchte Luft wurden auf 12000C gebracht
und durch 6 Düsen (Innendurchmesser 10 mm) mit einer Geschwindigkeit
von 70 m/aec. eingeblasen. Die Reaktionstemperatur
lag bei ea. TQ2ÖeÖ.
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Abkühlung und Trennung des festen Reaktionsproduktes von den
Abgasen erfolgte in der Weise, wie es in Beispiel 1 beschrieben wurde. Nach einer Stunde wurden 9*8 kg SiO2 erhalten, was einer
Ausbeute von 93 f° entspricht. Das Produkt war sehr feinteilig;
der Teilchendurchmesser lag zum größten Teil unter 50 iö/U._
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Claims (10)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Durchführung exothermer oder
schwach endothermer chemischer Reaktionen zwischen Gasen und/oder Dämpfen bzw. zwischen Gasen und/oder Dämpfen und Festkörpern in einem Fließbettreaktor zur Herstellung von Metall- bzw. Halbmetalloxiden, wobei die Metall— oder Halbmetallverbindungen in
Form ihrer verdampfbaren Halogenide eingesetzt werden, gegebenenfalls unter Vorerhitzung der Reaktionsteilnehmer und/oder Durchführung einer exothermen chemischen Hilfsreaktion im Reaktionsraum, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Reaktionskomponenten zumindest teilweise durch ein Fließbett inerter abriebfester Materialien in den Reaktor eingeführt werden und der andere bzw. Jie übrigen Reaktionspartner oberhalb des Fließbettes in die sich trichterförmig erweiternde senkrecht stehende Reaktionszone der Reaktionskammer eingeblasen werden, wobei die Reaktion oberhalb des Fließbettes abläuft und daß der Abstand der
DUsenmündungen in der Reaktionszone zum Fließbett so gewählt
wird, daß die turbulenten Gasströme in der Reaktionszone Inertkörper aus dem Bett wegtragen und an den Reaktorwänden kreisen
lassen.
schwach endothermer chemischer Reaktionen zwischen Gasen und/oder Dämpfen bzw. zwischen Gasen und/oder Dämpfen und Festkörpern in einem Fließbettreaktor zur Herstellung von Metall- bzw. Halbmetalloxiden, wobei die Metall— oder Halbmetallverbindungen in
Form ihrer verdampfbaren Halogenide eingesetzt werden, gegebenenfalls unter Vorerhitzung der Reaktionsteilnehmer und/oder Durchführung einer exothermen chemischen Hilfsreaktion im Reaktionsraum, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Reaktionskomponenten zumindest teilweise durch ein Fließbett inerter abriebfester Materialien in den Reaktor eingeführt werden und der andere bzw. Jie übrigen Reaktionspartner oberhalb des Fließbettes in die sich trichterförmig erweiternde senkrecht stehende Reaktionszone der Reaktionskammer eingeblasen werden, wobei die Reaktion oberhalb des Fließbettes abläuft und daß der Abstand der
DUsenmündungen in der Reaktionszone zum Fließbett so gewählt
wird, daß die turbulenten Gasströme in der Reaktionszone Inertkörper aus dem Bett wegtragen und an den Reaktorwänden kreisen
lassen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Metallhalogenide bzw. Halbmetallhalogenide bzw. Gemische der
Halogenide der Reaktionszone durch das Fließbett zugeführt werden.
Metallhalogenide bzw. Halbmetallhalogenide bzw. Gemische der
Halogenide der Reaktionszone durch das Fließbett zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß Titantetrachlorid mit Sauerstoff und/oder Luft bei Temperaturen
von 800 bis 13000C zu TiO2 verbrannt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß
die Reaktionskomponenten durch die Düsen oberhalb des Fließbettes mit Geschwindigkeiten zwischen 10 und 100 m pro Sekunde eingeblasen
werden.
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Neue Unferlagen (ArI. 7 § 1 Abs. 2 Nr. I Safe 3 des Änderungjges. v. £.
U 4 2690 '-
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß.
die Vorheizung der Reaktionskomponenten mit Hilfe von elektrische
Strom erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß.,
als Treibgas für das Fließbett rückgeführtes Reaktionsgas und/
oder Inertgas verwendet wird.
7· Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Fließbettmateriala auf einer Temperatur gehalten
wirdj die tiefer liegt als die Temperatur im Innern der Reaktionszone.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß * die Temperatur des Fließbettmaterials geregelt wird durch diskontinuierliche
oder kontinuierliche Zugabe kalter Inertkörper am oberen Ende des Ofens und Austrag heißen Bettmaterials,.
9· Verfahren nach Anspruch 1. bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregulierung des Fließbottmaterials durch die durch
das Fließbett eingeführten Reaktionskomponenten erfolgt·
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
bis 9, bestehend aus einem aus feuerfestem inertem Material ,gefertigten
Reaktor, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem zylindrischen Fließbett und einer darüber befindlichen, sich
trichterförmig erweiternden Reaktionszone und einem daraufföl··
genden, senkrecht stehenden Zylinder, der Nachreaktionszone,, besteht, wobei die Reaktionszone oberhalb des Fließbettes mit ring-
förmig angeordneten Düsen versehen ist, die radial oder mit einem Winkel gegen den Radius angestellt und gegenüber der Horizontalen
mit einem kleinen Winkel nach oben oder unten gerieäi-~
tet sind.
909816/0598
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---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1259851B (de) * | 1965-04-15 | 1968-02-01 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von anorganischen, festen Produkten durch Gasphasenreaktion |
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US3485583A (en) * | 1965-10-08 | 1969-12-23 | Ppg Industries Inc | Process for preparing improved titanium dioxide |
US3488143A (en) * | 1966-06-08 | 1970-01-06 | Cabot Corp | Metal halides production in fluid bed |
DE1667044C3 (de) * | 1967-04-13 | 1981-01-29 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung feinteiliger Oxide aus Halogeniden |
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DE102007048553A1 (de) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Kronos International, Inc. | Verfahren zur Herstellung von Titandioxid durch Oxidation von Titantetrachlorid |
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US2949347A (en) * | 1958-06-13 | 1960-08-16 | Phillips Petroleum Co | Hydrocarbon conversion reaction vessel |
US3073712A (en) * | 1959-08-19 | 1963-01-15 | Laporte Titanium Ltd | Manufacture of titanium dioxide |
US3148027A (en) * | 1960-02-23 | 1964-09-08 | Laporte Titanium Ltd | Vapor phase process for producing metal oxides |
US3174873A (en) * | 1960-04-25 | 1965-03-23 | British Titan Products | Entrainment of vapours in gases |
GB986660A (en) * | 1960-07-27 | 1965-03-17 | British Titan Products | Improvement in the vapour phase oxidation of titanium tetrahalide to produce rutile pigment |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1526115A1 (de) * | 2003-10-23 | 2005-04-27 | Universität Hannover | Funktionalisierte Kieselsäure-Partikel |
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