DE1592529C

DE1592529C - Process for the production of a rutile pigment by reacting titanium tetra chloride with oxygen in a hot gas mixture

Info

Publication number: DE1592529C
Authority: DE
Inventors: Achim Dr 5670 Opladen Steinbach Hans Dipl Ing 5070 Bergisch Gladbach Trüb Hermann Dr 5670 Opladen Kulhng
Original assignee: Titangesellschaft mbH, 5090 Leverku sen
Publication date: 1972-04-06

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung· Eintritt in den Reaktionsraum ein Gemisch aus Titaneines- Rutil-Pigmentes durch Umsetzung von Titan- tetrachlorid und' überschüssigem · Sauerstoff in das tetrachlorid mit Sauerstoff in einem heißen Gasge- heiße Gasgemisch eingeführt wird,
misch. Dieses Gasgemisch wird häufig durch eine ' Ferner ist noch ein Verfahren bekannt (südafrigesonderte Verbrennung von Kohlenmonoxid mit 5 kanische Patentanmeldung 2153/66), bei dem in eine einem Überschuß von Sauerstoff erhalten. Dann wird stromabwärts konisch verbreiterte Reaktionskammer es mit Titantetrachlorid und gegebenenfalls weiterem axial ein durch Verbrennen einer Kohlenstoffverbin-Sauerstoff in Berührung gebracht und durchmischt, dung in einer Vorbrennkammer gebildetes heißes wobei eine Umsetzung unter Bildung von Titandioxid sauerstoffhaltiges Gasgemisch und seitlich Titantetrastattfindet. Das bei der Umsetzung erhaltene titan- ίο chlorid zugeführt wird, wobei noch unterhalb der dioxidhaltige Gasgemisch wird anschließend abgekühlt, Titantetrachloridzuführung tangential ein kaltes Inertworauf eine Abtrennung des Titandioxids aus dem gas zur Wandspülung eingeführt werden kann.
Reaktionsgemisch erfolgt. Alle bekannten Verfahren haben den Nachteil, daßThe invention relates to a process for the production of a mixture of titanium mono-rutile pigment by reaction of titanium tetrachloride and excess oxygen into which tetrachloride is introduced with oxygen in a hot gas mixture,
mix. This gas mixture is often known by a process (South Africa separate combustion of carbon monoxide with 5 Kanische patent application 2153/66), in which an excess of oxygen is obtained. Then downstream, conically widened reaction chamber, it is brought into contact with titanium tetrachloride and, if necessary, further axially with a hot carbon compound formed by burning a carbon compound and mixed, with a reaction taking place with the formation of titanium dioxide, an oxygen-containing gas mixture and laterally titanium tetra. The titanium ίο chloride obtained in the reaction is fed in, with the gas mixture still below the dioxide-containing gas mixture being subsequently cooled, titanium tetrachloride feed tangential, a cold inert, on which the titanium dioxide can be separated off from the gas for flushing the wall.
Reaction mixture takes place. All known methods have the disadvantage that

Für die Herstellung eines guten Rutil-Pigmentes ist das Titantetrachlorid in einer langen Reaktionszone es erforderlich, daß die Reaktionspartner rasch durch- 15 umgesetzt wird, die überdies nur einen Teil des Reakmischt werden und danach die Umsetzung bei hoher tionskammerquerschnittes ausfüllt. Es werden Gas-Temperatur .stattfindet. Es muß dabei im allgemeinen rückströmungen erzeugt. Dadurch ist die Verweilzeit so vorgegangen werden, daß das gebildete Titandioxid der einzelnen Titandioxidteilchen in der Reaktionszone zunächst eine ausreichende Zeit bei höherer Tempera- sehr unterschiedlich; bei kurzer Verweilzeit ist die tür gehalten wird, um eine Umwandlung des zunächst 20 Rutil-Bildung noch nicht abgeschlossen und das Korn entstandenen Anatas in Rutil zu erzielen. Andererseits unter Umständen zu fein, bei langer Verweilzeit wird darf die Verweilzeit bei der hohen Temperatur nicht zu das Produkt überglüht und ein zu grobes Korn erhalten, lang sein, weil sonst eine Kornvergrößerung eintritt, Das erhaltene Produkt ist deshalb ungleichmäßig und die einen Abfall der Pigmenteigenschaften zur Folge erfüllt nicht die hohen Anforderungen, die in vielen hat. Zur Förderung der Rutilbildung und/oder zur 25 Anwendungsgebieten an ein Rutil-Pigment hoher Erzielung weiterer guter Eigenschaf ten werden während Qualität gestellt werden.For the production of a good rutile pigment, the titanium tetrachloride is in a long reaction zone it is necessary that the reactants are reacted quickly, which moreover only mixes part of the reaction and then fills the implementation with a high tion chamber cross-section. There will be gas temperature . takes place. In general, it must generate back currents. This is the dwell time be proceeded so that the titanium dioxide formed of the individual titanium dioxide particles in the reaction zone initially a sufficient time at a higher temperature - very different; with a short dwell time is door is held to a conversion of the initially 20 rutile formation is not yet completed and the grain to achieve resulting anatase in rutile. On the other hand, it may be too fine if the dwell time is long the dwell time at the high temperature must not overglow the product and obtain a grain that is too coarse, be long, because otherwise the grain size increases. The product obtained is therefore uneven and which result in a drop in pigment properties does not meet the high requirements that many has. To promote the formation of rutile and / or to use a rutile pigment higher Achieving further good properties will be made while quality is concerned.

der Umsetzung oft in geringen Mengen weitere Stoffe Infolge großer Kammerlänge oder ungeeigneterthe implementation of other substances often in small quantities as a result of the large chamber length or unsuitable

zugesetzt, z. B. Wasser, Aluminiumtrichlorid, Silicium- Gestalt der Kammer sind erhebliche Aufwendungenadded, e.g. B. water, aluminum trichloride, silicon shape of the chamber are considerable expenses

tetrachlorid, Zirkoniumtetrachlorid und andere. nötig, um die Kammerwand freizuhalten. Die bei dentetrachloride, zirconium tetrachloride and others. necessary to keep the chamber wall free. The two

Bei der Umsetzung müssen ferner besondere Vor- 30 erwähnten Verfahren vorgeschlagenen Methoden hierzuIn the implementation, special methods mentioned above must also be proposed for this purpose

kehrungen getroffen werden, um eine Bildung von sind vielfach unbefriedigend. Das in einigen FällenPrecautions to be taken to form an education are often unsatisfactory. In some cases

Titandioxidansätzen an den Mündungen der Zufüh- einen Schutzfilm an der Kammerwand bildende GasTitanium dioxide deposits at the mouths of the supply gas, which forms a protective film on the chamber wall

rungsrohre und der Kammerwand zu verhindern, bzw. vermischt sich infolge ungünstiger Strömungsbedin-pipes and the chamber wall, or mixes due to unfavorable flow conditions

bereits gebildete Ansätze zu entfernen, da durch solche gungen leicht mit dem Reaktionsgemisch; dadurch istto remove already formed approaches, since such conditions easily with the reaction mixture; thereby is

Ansätze die .Umsetzung gestört und die Qualität des 35 der Wandschutz ungenügend, und es tritt eine StörungApproaches to the implementation disturbed and the quality of the wall protection inadequate, and a disturbance occurs

erhaltenen Produktes herabgesetzt wird. der Umsetzung ein. Zur Freihaltung der Wand vonobtained product is reduced. the implementation. To keep the wall free of

In der britischen Patentschrift 1 010 061 wird ein Ansätzen muß z. B., wie beim in der südafrikanischen Verfahren beschrieben, bei dem zentral in eine weite Patentanmeldung 2153/66 beschriebenen Verfahren, Reaktionskammer ein schmaler Strom eines heißen zusätzlich ein feinverteilter inerter Feststoff eingebladurch Verbrennen von Kohlenmonoxid hergestellten 40 sen werden, der nach der Umsetzung vom gebildeten sauerstoffhaltigen Gasgemisches hineingeblasen wird, Titandioxid abgetrennt werden muß.
wobei dem Gasgemisch kurz vor der Einmündung in Es ist auch ein Verfahren bekannt (belgische Patentdie Reaktionskammer durch gesonderte Zuführungen schrift 678 090), bei dem ein erstes Gas in einem Licht-Titantetrachloriddampf zugemischt wird. bogen erhitzt und anschließend ein zweites Gas mittelsIn British patent 1 010 061 an approach must be, for. B., as described in the South African process, in the process described centrally in a broad patent application 2153/66, reaction chamber a narrow stream of a hot additionally a finely divided inert solid is blown in burning carbon monoxide produced 40 sen, which is formed after the reaction of the oxygen-containing gas mixture is blown into it, titanium dioxide must be separated.
A method is also known (Belgian patent for the reaction chamber through separate feed lines 678 090) in which a first gas is mixed in with a light-titanium tetrachloride vapor. arc heated and then a second gas by means of

Gleichzeitig wird zum Schütze der Kammerwand an 45 einer Zuführungsanordnung durch eine Mehrzahl vonAt the same time, to protect the chamber wall on 45, a feed arrangement is provided by a plurality of

ihr entlang zum Ausgang der Reaktionskammer hin Einlaßöffnungen in diesen Gasstrom eingeführt wird,inlet openings are introduced into this gas stream along it towards the exit of the reaction chamber,

ein laminarer Strom eines Gases geleitet, das aus einem Dabei werden die Einlaßöffnungen aus einer gemein-a laminar flow of a gas is conducted, which from a

Teil des bei der Reaktion anfallenden und von Titan- samen Zufuhrleitung derart versorgt, daß das zweitePart of the supply line resulting from the reaction and supplied by titanium seeds in such a way that the second

dioxid befreiten und vorzugsweise gekühlten Abgases Gas die Wand der Zuführungsanordnung kühlt undDioxide-free and preferably cooled exhaust gas cools the wall of the feed arrangement and

besteht. 50 dabei vor dem Eintritt in den ersten Gasstrom erwärmtconsists. 50 heated before entering the first gas stream

Bei einem weiteren Verfahren (niederländische wird. In another procedure (Dutch becomes.

Offenlegungsschrift 298 872) wird in einer Vorbrenn- Die Erhitzungsanordnung für das erste Gas. ist kammer Kohlenmonoxid mit Sauerstoff verbrannt und wegen der für die Lichtbogenerzeugung benötigten das heiße Gasgemisch durch ein enges Rohr in die Bauteile sehr aufwendig. Die Elektroden und ihre Reaktionskammer eingeführt, wobei an der Ein- 55 Zuleitungen müssen stark gekühlt werden, so daß leitungssteile in die weite Reaktionskammer Titan- große Energieverliiste auftreten. Durch den Lichttetrachlorid zugeführt und zwischen beide Gasströme bogen wird Elektrodenmaterial abgetragen, das das ein Chlorstrom eingeleitet wird. Unterhalb derjenigen Pigment verunreinigen kann. Durch die hohe Tempera-Stelle, wo die eigentliche Umsetzung von Titantetra- tür des Gases können die Wandungen leicht angechlorid mit Sauerstoff beginnt, kann ein kaltes Inertgas 60 griffen werden, so daß das Pigment auch durch Wandin die Reaktionskammer eingeleitet werden, um die material verunreinigt werden kann. Ferner kann das . Reaktionsprodukte stufenweise abzukühlen. entstehende Titandioxid infolge der hohen Gastempe-Offenlegungsschrift 298 872) is in a pre-combustion The heating arrangement for the first gas. is Chamber carbon monoxide is burned with oxygen and because of that needed for the production of arcs the hot gas mixture through a narrow pipe into the components is very expensive. The electrodes and theirs Reaction chamber introduced, at the inlet 55 feed lines must be strongly cooled, so that line parts occur in the wide reaction chamber titanium- large energy losses. By the light tetrachloride fed in and bent between the two gas streams, electrode material is removed that contains the a stream of chlorine is initiated. Below those pigment can contaminate. Because of the high tempera, where the actual implementation of titanium tetra- tor of the gas, the walls can be slightly chlorinated starts with oxygen, a cold inert gas 60 can be attacked so that the pigment also passes through wandin The reaction chamber can be introduced to contaminate the material. Furthermore, this can . Cool down reaction products gradually. resulting titanium dioxide as a result of the high gas temperature

Nach einem in der britischen Patentschrift 1 047 713 ratur teilweise schmelzen; dadurch werden die Pig-Partially melt after a temperature described in British patent specification 1,047,713; thereby the pig-

beschriebenen Verfahren wird in einer Vorbrenn- menteigenschaften ungünstig beeinflußt. Um einenThe method described is adversely affected in a pre-combustion ments properties. To one

kammer Sauerstoff mit Kohlenmonoxid umgesetzt Gj wirksamen Wärmeaustausch in der Zuführungsan-Chamber oxygen reacted with carbon monoxide Gj effective heat exchange in the supply system

und das dabei entstandene heiße Gasgemisch über eine Ordnung zu erreichen, muß die Zufuhrleitung eineand to achieve the resulting hot gas mixture over an order, the supply line must have a

Verengung in einen weiten bzw. sich erweiternden komplizierte gewundene Form haben, oder das zweiteNarrowing into a wide or expanding complicated sinuous shape, or the second

Reaktionsraum hineingeleitet, wobei kurz nach dem Gas muß entlang einer längeren Strecke in das ersteReaction chamber passed into it, shortly after the gas has to enter the first along a longer distance

Gas eingeführt werden; deshalb besitzt die Zuführungsanordnung für das zweite Gas einen komplizierten Aufbau, oder das TiCl₄ wird-.ni einer langen Reaktionszone umgesetzt. Da die Kühlung der Zuführungsanordnung von der Menge des zugeführten zweiten Gases abhängt, ist die Anordnung wenig flexibel, wenn nicht zusätzliche Kühleinrichtungen vorgesehen sind.Gas to be introduced; therefore, the supply arrangement for the second gas has a complicated structure, or the _{TiCl 4 is} reacted in a long reaction zone. Since the cooling of the supply arrangement depends on the amount of the second gas supplied, the arrangement is not very flexible unless additional cooling devices are provided.

Es wurde nun ein neues Verfahren gefunden, das die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet. Hierbei wird Rutil-Pigment durch Umsetzung von Titantetrachlorid mit Sauerstoff in einem heißen Gasgemisch, welches durch gesonderte Verbrennung von Kohlenmonoxid mit einem Überschuß von Sauerstoff oder eines sauerstoffhaltigen Gases erhalten wird, hergestellt. Dabei wird Titantetrachloriddampf rechtwinklig in den heißen sauerstoffhaltigen Gasstrom eingeführt.A new process has now been found which avoids the disadvantages of the known processes. Here becomes rutile pigment by reacting titanium tetrachloride with oxygen in a hot gas mixture, which by separate combustion of carbon monoxide with an excess of oxygen or an oxygen-containing gas is obtained. Titanium tetrachloride vapor becomes right-angled introduced into the hot oxygen-containing gas stream.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der heißs sauerstoffhaltige Gasstrom in einer zylindrischen Vorbrennkammer mit Hilfe einer Vielfachbrenneranordnung hergestellt wird, die den ganzen Kammerquerschnitt gleichmäßig beaufschlagt; unmittelbar danach wird der Gasstrom einem in gerader Fortsetzung zur ' Vorbrennkammer angeordneten zylindrischen Reaktionsraum zugeführt, der eine 0,5- bis 3fache Länge seines Durchmessers aufweist. Das unvermischte Titantetrachlorid wird aus vielen in einer Ebene über den ganzen Umfang des Raumes verteilten Öffnungen radial eingeblasen, wobei der Titantetrachloriddurchsatz dividiert durch den Reaktionsraumquerschnitt 5000 bis 40 000 kg/hm² betragen soll. Dicht oberhalb'und unterhalb der Titantetrachloridzuführungen wird tangential Spülgas zugeführt. Das Gasgemisch tritt dicht unterhalb der Zuführungen des Titantetrachlorids in einen Raum ein, der durch eine Stufe in der Wand des Reaktionsraumes geringfügig erweitert wird.The method is characterized in that the hot, oxygen-containing gas stream is produced in a cylindrical pre-combustion chamber with the aid of a multiple burner arrangement which evenly acts on the entire cross-section of the chamber; Immediately thereafter, the gas flow is fed to a cylindrical reaction space which is arranged in a straight line with the pre-combustion chamber and has a length from 0.5 to 3 times its diameter. The unmixed titanium tetrachloride is blown in radially from many openings distributed in a plane over the entire circumference of the room, the titanium tetrachloride throughput divided by the cross-section of the reaction chamber should be 5000 to 40,000 kg / hm ² . Flushing gas is fed in tangentially just above and below the titanium tetrachloride feeds. The gas mixture enters a space just below the inlets for the titanium tetrachloride, which is slightly enlarged by a step in the wall of the reaction space.

Der gesamte bei dem Verfahren verwendete Sauerstoff kann gleichzeitig mit dem Kohlenmonoxid von oben durch die Vielfachbrenneranordnung zugegeben werden.All of the oxygen used in the process can be used simultaneously with the carbon monoxide of can be added at the top through the multiple burner arrangement.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren laufen die beiden Prozesse der Erzeugung des heißen sauerstoffhaltigen Gasgemisches und der Titantetrachloridumsetzung nacheinander in einem zylindrischen Raum von praktisch konstantem Durchmesser mit glatten Wandungen und ohne Einbauten ab. Durch diese geometrische Gestaltung, verbunden mit einem hohen Durchsatz auf die Einheit der Querschnittsfläche, sind die Voraussetzungen für saubere Strömungsverhältnisse ohne Rückströmungen geschaffen. Das Kohlenmonoxid verbrennt in einer den ganzen Querschnitt der Vorbrennkammer gleichmäßig ausfüllenden kurzen Flamme. Die heißen Verbrennungsabgase werden durch die nachströmenden Gase nach unten weitergeschoben, wobei sie an allen Stellen des Querschnittes im wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit und Temperatur aufweisen. Der Titantetrachloriddampf wird in viele kleine Strahlen aufgeteilt und in den heißen Gasstrom eingeblasen. Dadurch wird eine feine und intensive Verteilung des Titantetrachlorids im Gasstrom erreicht. Die Umsetzung erfolgt in einer Zone, die den ganzen Kammerquerschnitt gleichmäßig erfüllt und nur eine geringe Längenausdehnung besitzt. Die Zone ist sehr heiß, so daß das Titantetrachlorid in kurzer Zeit umgesetzt wird; innerhalb der Zone sind feine Turbulenzbewegungen vorhanden, doch treten keine Gasrückströmungen auf. Die Verweilzeit der einzelnen Titandioxidteilchen ist einheitlich, und es wird deshalb ein gleichmäßiges Pigmentkorn mit guten Eigenschaften erhalten.According to the method according to the invention, the run two processes of the generation of the hot oxygen-containing gas mixture and the titanium tetrachloride conversion successively in a cylindrical space of practically constant diameter with smooth Walls and without internals. This geometric design, combined with a high Throughput to the unit of the cross-sectional area are the prerequisites for clean flow conditions created without back currents. The carbon monoxide burns in a whole cross-section the pre-combustion chamber evenly fills the short flame. The hot combustion gases are pushed further down by the gases flowing in, whereby they are at all points of the cross-section have essentially the same speed and temperature. The titanium tetrachloride vapor will divided into many small jets and blown into the hot gas stream. This creates a fine and intensive distribution of the titanium tetrachloride achieved in the gas stream. The implementation takes place in a zone, which evenly fills the entire cross-section of the chamber and has only a small linear expansion. The zone is very hot, so that the titanium tetrachloride is converted in a short time; are within the zone fine turbulence movements exist, but no gas backflows occur. The residence time of the individual titanium dioxide particles is uniform, and it is therefore a uniform pigment grain with good Properties preserved.

Ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Umsetzung schnell und auf kurzer Strecke abläuft. Hierdurch wird die Einhaltung gleicher Bedingungen für alle gebildeten Titandioxidteilchen stark begünstigt. Außerdem ergeben sich kurze Reaktionsräume, was die Freihaltung derA decisive advantage of the process according to the invention is that the implementation is fast and expires over a short distance. This will ensure compliance with the same conditions for all educated Titanium dioxide particles greatly favored. In addition, there are short reaction spaces, which keeps the free

ίο Kammerwand von Ansätzen erleichtert, und es wird hierzu nur wenig Spülgas benötigt. Es ist möglich, bei einem Durchsatz von 500 kg/h Titantetrachlorid bereits bei Reaktionsraumlängen von 150 bis 200 mm eine vollständige Umsetzung zu erreichen.ίο chamber wall relieved of approaches, and it becomes only a little purging gas is required for this. It is possible with a throughput of 500 kg / h titanium tetrachloride to achieve complete implementation with reaction chamber lengths of 150 to 200 mm.

Die Länge der Reaktionszone und die Reaktionsdauer und damit die Gleichmäßigkeit des Pigmentkornes hängen wesentlich Von einer schnellen und über den ganzen Reaktionsraumquerschnitt gleichmäßigen Vermischung des Titantetrachlorids mit den heißen sauerstoffhaltigen Gasen ab. Hierzu ist die Aufteilung des Titantetrachloriddampfes in eine größere Anzahl von Titantetrachloridstrahlen notwendig, denn die Aufteilung auf nur wenige Strahlen ergibt eine ungleichmäßige Vermischung. Dabei müssen der Querschnitt und die Austrittsgeschwindigkeit jedes einzelnen Titantetrachloridstrahles mit dem Querschnitt des Reaktionsraumes und der Geschwindigkeit des heißen sauerstoffhaltigen Gasstromes so abgestimmt werden, daß'die Titantetrachloridstrahlen nicht zu wenig, aber auch nicht zu weit in den Raum eindringen. Dringen sie zu wenig ein, dann ergibt sich eine ungleichmäßige Vermischung in einer langen Vermischungszone. Dringen sie zu weit ein, dann bilden sich Pigmentansätze an der gegenüberliegenden Kammerwand. Zur Erfüllung der vorgegebenen Bedingungen soll der Titantetrachloriddurchsatz dividiert durch den Reaktionsraumquerschnitt 5000 bis 40 000 kg/hm² betragen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Titantetrachlorid mit einem »Eintrittsimpuls« pro Titantetrachloridstrahl dividiert durch den Reaktionsraumdurchmesser von 0,02 bis 0,6 kp/m eingeblasen wird. Der Impuls ist hier als das Produkt von Masse pro Zeiteinheit und Geschwindigkeit definiert, hat somit die Dimension einer Kraft.The length of the reaction zone and the duration of the reaction and thus the uniformity of the pigment grain depend essentially on the rapid and uniform mixing of the titanium tetrachloride with the hot oxygen-containing gases over the entire cross-section of the reaction space. To do this, it is necessary to split the titanium tetrachloride vapor into a larger number of titanium tetrachloride jets, because splitting it into just a few jets results in uneven mixing. The cross-section and the exit speed of each individual titanium tetrachloride jet must be coordinated with the cross-section of the reaction space and the speed of the hot oxygen-containing gas flow so that the titanium tetrachloride jets do not penetrate too little, but also not too far into the space. If they penetrate too little, the result is uneven mixing in a long mixing zone. If they penetrate too far, pigment deposits will form on the opposite chamber wall. To meet the specified conditions, the titanium tetrachloride throughput divided by the cross-section of the reaction space should be 5000 to 40,000 kg / hm ² . It is advantageous if the titanium tetrachloride is blown in with an "entry pulse" per titanium tetrachloride jet divided by the reaction chamber diameter of 0.02 to 0.6 kp / m. The momentum is defined here as the product of mass per unit of time and speed, and thus has the dimension of a force.

Weiterhin soll bereits das aus der Vorbrennkammer ausströmende heiße sauerstoffhaltige Gasgemisch eine gewisse Feinturbulenz aufweisen, ohne daß Rückströmungen stattfinden. Ferner sollen für dieses Gemisch sowohl die Temperatur als auch die Geschwindigkeit über den ganzen Querschnitt der Vorbrennkammer möglichst gleich sein. Hierfür ist es zweckmäßig, den Sauerstoff bzw. das sauerstoffhaltige Gas und das Kohlenmonoxid, entweder vermischt oder getrennt, in mehreie Teilströme aufzuteilen und Einzelbrennern zuzuführen. Gewünschtenfalls kann jeder Einzelbrenner zur Regelung der Gasströmung getrennt geregelt werden. So können beispielsweise die Einzelbrenner verschieden stark beschickt werden. Es kann auch vorteilhaft sein, daß der Sauerstoff bzw. das sauerstoffhaltige Gas und das Kohlenmonoxid jedem Einzelbrenner getrennt zugeführt werden, wobei die beiden Gase einen gegenläufigen Drall erhalten, was durch geeignete Einbauten bewirkt werden kann. Um die gewünschte Geschwindigkeits- und Temperatur-Verteilung des Gasstromes bis zur Mischungszone mit dem Titantetrachlorid beizubehalten, ist vorteilhafterweise die Vorbrennkammer nicht zu lang und gegebenenfalls gegen Wärmeverluste isoliert.Furthermore, the hot oxygen-containing gas mixture flowing out of the pre-combustion chamber should already have a have a certain fine turbulence without backflow taking place. Furthermore, for this mixture both the temperature and the speed over the entire cross-section of the pre-combustion chamber be the same as possible. For this purpose, it is expedient to use the oxygen or the oxygen-containing gas and the carbon monoxide, either mixed or separated, to be divided into several substreams and individual burners to feed. If desired, each individual burner can be used separately to regulate the gas flow be managed. For example, the individual burners can be charged with different amounts. It can also be advantageous that the oxygen or the oxygen-containing gas and the carbon monoxide each Individual burners are fed separately, with the two gases receiving a swirl in opposite directions, which can be brought about by suitable internals. About the desired speed and temperature distribution Maintaining the gas flow up to the mixing zone with the titanium tetrachloride is advantageous the pre-combustion chamber is not too long and insulated against heat loss if necessary.

Die Reaktionsraumlänge kann innerhalb gewisser Quadratmeter bestrichener Kammerwandfläche min-The length of the reaction space can be min-

Grenzen variiert werden, wobei hierdurch die Pigment- _destens _QQ kg _die ührungsgeschwindig-Limits can be varied, whereby the pigment at _least _QQ kg _the guiding speed

eigenschaften verändert werden. Bei kurzem Reak- m²s ^a ° ° properties are changed. With a short reac- m ² s ^a ° °

tionsraum erhält man feinteilige Pigmente bei länge- _{kdt mindestens 20} JL _und das Produkt aus diesenfinely divided pigments with a _{length of at least 20} JL _and the product from these are obtained

rem Reaktionsraum sind die Pigmentteilchen grober. 5 sThe pigment particles are coarser in the reaction space. 5 s

Erfindungsgemäß erhält man dann gute Pigmente, _beiden Größen mindestens 2,5 Λ beträgt (s. deutscheAccording to the invention, good pigments are then obtained _with sizes of at least 2.5 (see German

wenn die Lange des Reaktionsraumes das 0,5- bis 'ms² ° ^v if the length of the reaction space is 0.5 to 'ms ² ° ^v

3fache seines Durchmessers aufweist. Patentschrift 276 610). Zur Unterstützung der Wirkung3 times its diameter. Patent Specification 276,610). To support the effect

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ver- des Spülgasfilmes kann die Reaktionskammerwand fahrens besteht darin, ein Rutil-Pigment zu erhalten, io zusätzlich von außen gekühlt werden. Das untere das bei guten sonstigen Eigenschaften keine nachweis- Spülgas kann aus demselben oder einem anderen Gas baren Anatasmengen, d. h. weniger als 0,3 °/o Anatas, als das obere Spülgas bestehen. Geeignet sind beienthält. Andererseits kann man auch, wenn ein gerin- spielsweise auch hier Stickstoff, Chlor, Sauerstoff, ger Anatasgehalt nicht stört, mit relativ geringen Luft oder Gemische solcher Gase. Besonders vorteil-Mengen an Zusätzen auskommen, was unter anderem 15 haft ist es, wenn das untere Spülgas aus Reaktionsabzu Einsparungen an Aluminiumtrichlorid führt. gas besteht, das von Titandioxid befreit und gekühltThe reaction chamber wall can provide a further advantage of the flushing gas film according to the invention The best way to do this is to obtain a rutile pigment that can also be cooled from the outside. The lower the no detection gas with good other properties can be obtained from the same or a different gas available amounts of anatase, d. H. less than 0.3 per cent anatase exist as the upper purge gas. Suitable are included. On the other hand, if there is a small amount of nitrogen, chlorine, oxygen, Low anatase content does not interfere with relatively little air or mixtures of such gases. Particularly advantageous quantities get by with additives, which is, inter alia, 15 when the lower purge gas is removed from the reaction Leads to savings in aluminum trichloride. gas, which is freed from titanium dioxide and cooled

Der obere tangentiale Spülgasstrom erfüllt zwei worden ist.The upper tangential purge gas flow has been met two.

wesentliche Aufgaben. Er bildet eine Schutzschicht an Es ist außerdem wichtig, daß der Raum direkt unter-essential tasks. It forms a protective layer. It is also important that the room directly under

den Titantetrachlorid-Einmündungen, so daß dort halb der Titantetrachloridzuführungen, also nochthe titanium tetrachloride junctions, so that there half of the titanium tetrachloride feeds, so still

keine Ansätze auftreten können. Außerdem wirkt er 20 oberhalb der unteren Spülgaszuführungen, durch eineno approaches can occur. He also acts 20 above the lower purge gas supply lines, through a

einer möglichen Rückströmung von titantetrachlorid- Stufe geringfügig erweitert wird. Diese Stufe bewirkt,a possible backflow of titanium tetrachloride stage is slightly expanded. This stage causes

und titandioxidhaltigem Reaktionsgemisch in die Vor- daß der untere Spülgasfilm nur nach unten abwandernand titanium dioxide-containing reaction mixture in the advance that the lower purging gas film only migrate downwards

brennkammer entgegen. Der Impuls des oberen Spül- kann. Im allgemeinen beträgt die Erweiterung durchcombustion chamber opposite. The impulse of the upper flushing can. In general, the extension is through

gasstromes muß mit dem Impuls der Titantetrachlorid- die Stufe etwa 1 bis 2 cm.gas flow must be about 1 to 2 cm with the pulse of the titanium tetrachloride.

ströme abgestimmt werden. Ist der Impuls des Spül- 25 Die Titantetrachloridzuführungen sind so gebaut, gasstromes zu gering, dann bilden sich Titandioxid- daß das Titantetrachlorid in einer Ebene radial in den ansätze am unteren Ende der Vorbrennkammer aus, Raum eingeblasen wird. Sie sollen deshalb im allgewodurch das Verfahren empfindlich gestört wird. Ist meinen rechtwinklig zur Kammerachse in die Kammer er zu stark, dann werden die Titantetrachloridstrahlen, einmünden, doch sind geringe Abweichungen von die normalerweise den Spülgasfilm durchstoßen müssen, 30 diesem Winkel möglich. Die Größe des Querschnittes um mit dem heißen sauerstoffhaltigen Gasgemisch in der einzelnen Zuführungen hängt vom Titantetra-Berührung zu kommen, vom Spülgasstrom mitge- Chloriddurchsatz, der Anzahl der Löcher und dem rissen, und die Umsetzung verläuft unvollständig. Impuls ab, mit dem die Titantetrachloriddampfstrahlencurrents are matched. Is the impulse of the flushing 25 The titanium tetrachloride feeds are built in such a way that gas flow is too low, then titanium dioxide is formed that the titanium tetrachloride in a plane radially in the Approaches at the lower end of the pre-combustion chamber, space is blown in. You should therefore in general the process is seriously disturbed. Is mine at right angles to the chamber axis in the chamber if it is too strong, the titanium tetrachloride jets will flow in, but there are slight deviations from which normally have to penetrate the purging gas film, 30 this angle is possible. The size of the cross section To deal with the hot oxygen-containing gas mixture in the individual feeds depends on the titanium tetra-contact to come from the purge gas flow with chloride throughput, the number of holes and the cracked, and the implementation is incomplete. Impulse with which the titanium tetrachloride vapor jets

Das obere Spülgas kann beispielsweise aus Stick- in die Kammer eintreten sollen. Die Form der Querstoff, Chlor, Sauerstoff, Luft oder Gemischen solcher 35 schnitte kann beliebig, z. B. kreisförmig, rechteckig Gase bestehen. Besonders günstig ist es, wenn das oder schlitzartig sein. Sie übt einen gewissen Einfluß obere Spülgas aus Reaktionsabgas besteht, das von auf die Vermischung des Titantetrachlorids mit dem Titandioxid befreit und gekühlt worden ist. Eine heißen sauerstoffhaltigen Gasgemisch aus. Die einweitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, zelnen Titantetrachloridzuführungen sollen vorteilhaft daß das obere Spülgas aus einer Mischung von Sauer- 4° eine Querschnittsfläche von mindestens 3 mm² aufstoff bzw. einem sauerstoffhaltigen Gas und einem weisen, da sonst Verstopfungen eintreten können. Die Inertgas, vorzugsweise von Titandioxid befreitem und Zuführungen können alle den gleichen Querschnitt gekühltem Reaktionsabgas, besteht. In diesem Fall aufweisen. Verwendet man Kammern mit größeren wird ein Teil des für die Titantetrachloridumsetzung Durchmessern, dann ist es jedoch vorteilhaft, wenn benötigten Sauerstoffes zusammen mit dem oberen 45 die Zufuhr des Titantetrachlorids durch Öffnungen Spülgas in die Kammer eingeführt. Man erreicht so verschiedener Form und/oder Größe erfolgt. Durch eine höhere Temperatur im heißen Gasgemisch, das diese Maßnahme werden die einzelnen Titantetrain der Vorbrennkammer gebildet wird; außerdem chloriddampf strahlen verschieden weit in das Gasbenötigt man dann unter Umständen weniger Inertgas gemisch hineingeblasen; dabei erfolgt eine besonders für den oberen Spülgasstrom. Falls der obere Spülgas- 5° gute und gleichmäßige Durchmischung des Titanstrom Sauerstoff enthält, muß er bei seinem Eintritt in tetrachlorids mit dem Gasgemisch über den ganzen die Kammer eine sehr niedrige Temperatur, Vorzugs- Reaktionsraumquerschnitt.The upper purge gas can enter the chamber from stick gas, for example. The shape of the cross-material, chlorine, oxygen, air or mixtures of such 35 cuts can be any, z. B. circular, rectangular gases exist. It is particularly favorable if that or be slit-like. It exerts a certain influence on the upper flushing gas consisting of reaction exhaust gas that has been freed from the mixing of the titanium tetrachloride with the titanium dioxide and cooled. A hot oxygen-containing gas mixture. Another advantageous embodiment consists in individual titanium tetrachloride feeds so that the upper flushing gas of a mixture of acid 4 ° has a cross-sectional area of at least 3 mm ² or an oxygen-containing gas and one, otherwise blockages can occur. The inert gas, preferably freed from titanium dioxide, and feeds can all have the same cross section of cooled reaction exhaust gas. In this case have. If one uses chambers with larger one part of the diameter for the titanium tetrachloride conversion, then it is advantageous, however, if the oxygen required is introduced into the chamber through openings along with the upper 45 the supply of the titanium tetrachloride purge gas. You can achieve different shapes and / or sizes. Due to a higher temperature in the hot gas mixture, which this measure, the individual titanium trains of the pre-combustion chamber are formed; In addition, chloride vapor radiates differently into the gas, if less inert gas mixture is needed then under certain circumstances; there is a particular one for the upper purge gas stream. If the upper purge gas contains oxygen well and evenly mixed with the titanium stream, it must have a very low temperature throughout the chamber when it enters the tetrachloride with the gas mixture, a preferred cross-section of the reaction space.

weise Raumtemperatur aufweisen; anderenfalls findet Es ist im allgemeinen günstig, den Sauerstoff inwise have room temperature; otherwise it is generally convenient to put the oxygen in

eine vorzeitige Umsetzung zwischen dem Spülgas und einem gewissen Überschuß über die sowohl für diea premature reaction between the purge gas and some excess over both for the

dem Titantetrachlorid statt, und es bilden sich Ansätze 55 Verbrennung des Kohlenmonoxids als auch für diethe titanium tetrachloride instead, and approaches 55 are formed for the carbon monoxide as well as for the combustion

an der Kammerwand. Umsetzung des Titantetrachlorids benötigte Mengeon the chamber wall. Implementation of the titanium tetrachloride required amount

Der untere tangentiale Spülgasstrom erfüllt ebenfalls einzusetzen. Die Temperatur des heißen sauerstoff-The lower tangential purge gas flow also fulfills to use. The temperature of the hot oxygen

zwei Aufgaben. Er schützt die Wand des Reaktions- haltigen Gasgemisches kann bis über 2000⁰C betragen,two tasks. It protects the wall of the reaction-containing gas mixture can be up to over 2000 ⁰ C,

raumes vor der Einwirkung durch die heißen Reak- Das unvermischte Titantetrachlorid muß bei seinerspace before the action of the hot reac- The unmixed titanium tetrachloride must be with his

tionsgase. Ferner verhindert er die Bildung von Titan- 60 Einführung dampfförmig sein. Eine Vorerwärmungtion gases. Furthermore, it prevents the formation of titanium- 60 introduction in vapor form. A preheating

dioxidansätzen an der Wand. Wesentlich ist es, daß des Titantetrachlorids über seinen Siedepunkt hinausDioxide build-up on the wall. It is essential that the titanium tetrachloride is above its boiling point

dieser Spülgasstrom eine stabile Gasschicht auf der ist möglich.this purge gas flow a stable gas layer on the is possible.

Wand bildet, die sich nicht wesentlich mit den Reak- Es ist oft zweckmäßig, die Titantetrachloridzutionsgasen vermischt. Deshalb muß das Spülgas unter führungen, die Zuführungen für beide Spülgase und ganz bestimmten Strömungsbedingungen zugeführt 65 die Vielfachbrenneranordnung zu kühlen. Die Kühlung werden. Es muß im Vergleich zu den Reaktionsteil- kann durch ein Gas oder eine Flüssigkeit erfolgen,
nehmern kühl sein und unter solchen Bedingungen In der F i g. 1 wird schematisch eine für die Durcheingeführt werden, daß der Spülgasdurchsatz je führung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneteWall forms that does not significantly intermingle with the reac- It is often advisable to mix the titanium tetrachloride addition gases. Therefore, the purging gas must be fed under guides, the feeds for both purging gases and very specific flow conditions 65 to cool the multiple burner arrangement. The cooling will be. It must be compared to the reaction part- can be done by a gas or a liquid,
takers be cool and under such conditions In the fig. 1 will be introduced schematically for the implementation that the flushing gas flow rate is suitable for each implementation of the method according to the invention

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Vorrichtung gezeigt. Sie weist oben eine Vielfach- Sauerstoff getrennt einer Anzahl von Einzelbrennern brenneranordnung 1 auf, an die. der Reihe nach eine 35 zugeführt. Jeder Einzelbrenner besteht aus zwei zylindrische Vorbrennkammer 2, ein oberer Einfüh- koaxial ineinander angeordneten Rohren 36 und 37, rungsring für Spülgas 3, ein Einführungsring für die einen Ringspalt 38 einschließen. Die inneren Titantetrachlorid 4, ein unterer Einführungsring für 5 Rohre 36 sind in der Bodenplatte 39 des Raumes 40 Spülgas 5 und eine Reaktionskammer 6 anschließen. angeordnet. Die äußeren Rohre 37 sind in der Platte Der Einführungsring 5 und die Reaktionskammer 6 41 angeordnet, die den oberen Abschluß der Vorsind durch eine Stufe 7 gegenüber den Teilen 2, 3 und 4 brennkammer 2 bildet und durch ein Kühlmittel gegeringfügig erweitert und umschließen den Reaktions- kühlt wird, das ein Kanalsystem 42 durchströmt, raum 8. Am unteren Ende der Reaktionskammer 6 io Durch die Zuführungen 43 gelangt Kohlenmonoxid in befindet sich die Austragsöffnung 9. Die Vorbrenn- den Raum 44 zwischen den Platten 39 und 41 und von kammer 2 ist innen mit einer Isoliermasse 10 ausge- da durch die Ringspalte 38 in die Vorbrennkammer 2, kleidet. Die Einführungsringe für Spülgas 3 und 5 wobei es durch Schaufeln 45, die in den Ringspalten 38 besitzen je einen Ringkanal 11 bzw. 12, der mit einer angeordnet sind, einen Drall erhält. Der Sauerstoff Zuführung 13 bzw. 14 für Spülgas versehen ist. Aus 15 wird durch die Zuführung 46 in den Raum 40 eingeden Kanälen 11 und 12 gelangt das Spülgas durch leitet und gelangt dann durch die Rohre 36 in die tangentiale Bohrungen 15 bzw. 16 in die Kammer. Vorbrennkammer 2. Durch Einbauten 47 in den Roh-Ferner ist in jedem Einführungsripg eine Kühlein- ren 36 erhält der Sauerstoff einen Drall, der demjenigen richtung 17 bzw. 18 vorgesehen. des Kohlenmonoxids entgegengesetzt gerichtet ist.Device shown. It has above a multiple oxygen separated a number of individual burners burner assembly 1 to the. one after the other a 35 is fed. Each individual burner consists of two cylindrical pre-combustion chambers 2, an upper inlet tube 36 and 37 arranged coaxially one inside the other, a ring ring for purging gas 3 and an inlet ring for an annular gap 38. The inner titanium tetrachloride 4, a lower introduction ring for 5 tubes 36 are connected in the base plate 39 of the space 40 flushing gas 5 and a reaction chamber 6. arranged. The outer tubes 37 are arranged in the plate. The introduction ring 5 and the reaction chamber 6 41, which form the upper end of the combustion chamber 2 by a step 7 opposite the parts 2, 3 and 4 and slightly expanded by a coolant and enclose the reaction chamber is cooled, which flows through a channel system 42, space 8. At the lower end of the reaction chamber 6 io carbon monoxide passes through the feeds 43 into the discharge opening 9. The pre-burning space 44 between the plates 39 and 41 and of chamber 2 is inside with an insulating compound 10 through the annular gaps 38 in the pre-combustion chamber 2. The introduction rings for flushing gas 3 and 5, whereby it is given a twist by blades 45, which each have an annular channel 11 or 12, which are arranged with one in the annular gaps 38. The oxygen supply 13 or 14 is provided for flushing gas. From 15, the flushing gas passes through the feed 46 into the space 40 in the ducts 11 and 12 and then passes through the pipes 36 into the tangential bores 15 and 16, respectively, into the chamber. Pre-combustion chamber 2. A cooling element 36 is provided in each inlet rib by means of built-ins 47 in the raw furthermore, the oxygen receives a swirl which is provided for that direction 17 or 18. of carbon monoxide is in the opposite direction.

Der Einführungsring 4 für das Titantetrachlorid 20 Dadurch tritt unmittelbar nach dem Eintritt der beidenThe introduction ring 4 for the titanium tetrachloride 20 thereby occurs immediately after the entry of the two

besitzt einen Ringkanal 19, der durch eine Zuführung Gase in die Vorbrennkammer eine intensive Ver-has an annular channel 19 which, by supplying gases into the pre-combustion chamber, intensively

20 mit Titantetrachlorid beschickt wird und durch mischung ein, und das Gemisch brennt in einer Flamme,20 is charged with titanium tetrachloride and mixed in, and the mixture burns in a flame,

Bohrungen 21 mit dem Inneren der Kammer in Ver- die den ganzen Querschnitt der Vor brennkammerBores 21 with the interior of the chamber in connection with the entire cross-section of the pre-combustion chamber

bindung steht. Ferner besitzt der Einführungsring 4 gleichmäßig ausfüllt,commitment. Furthermore, the introduction ring 4 fills evenly,

eine Kühleinrichtung 22. 25 Die einzelnen Teile der Vorrichtung können ausa cooling device 22. 25 The individual parts of the device can from

Die Reaktionskammer 6 ist von einer Kühleinrich- Metall oder Keramik bestehen,The reaction chamber 6 is made of a metal or ceramic Kühleinrich-

tung 23 umgeben. Durch folgende Beispiele wird die Erfindung näherdevice 23 surrounded. The invention is illustrated by the following examples

In den F i g. 2 und 3 wird beispielsweise ein geeigne- erläutert. Der Anatasgehalt der hergestellten PigmenteIn the F i g. 2 and 3, for example, a suitable one is explained. The anatase content of the pigments produced

ter Einführungsring für das Titantetrachlorid gezeigt. wurde röntgenographisch ermittelt. Zur Testung desThe introductory ring for the titanium tetrachloride is shown. was determined radiographically. To test the

■ F i g. 3 ist ein Schnitt durch F i g. 2 in Richtung 30 Pigmentkornes wurde der Farbstich in einer Grau-■ F i g. 3 is a section through FIG. 2 in the direction of 30 pigment grains, the color cast was

A-B. einpastung analog einem von P. B. M i 11 ο η und AWAY. pasting analogous to one of PB M i 11 ο η and

Der Einführungsring weist zwei konzentrische A. E. J a c ο b s e η in »Official Digest«, Juli 1962,The introductory ring has two concentric A. E. J a c ο b s e η in "Official Digest", July 1962,

Kanäle 19 und 24 auf. Der äußere Kanal 19 besitzt S. 704 bis 715, beschriebenen Verfahren bestimmt,Channels 19 and 24 on. The outer channel 19 possesses p. 704 to 715, determined procedures described,

eine Zuführung 20 für Titantetrachlorid und steht mit Hohe Meßwerte weisen auf ein feineres Pigmentkorn,a feed 20 for titanium tetrachloride and stands with high measured values indicate a finer pigment grain,

vielen radialen Bohrungen 21 mit dem Inneren 25 der 35 niedrige Meßwerte auf ein gröberes Pigmentkorn hin.many radial bores 21 with the interior 25 of 35 low measured values towards a coarser pigment grain.

Kammer in Verbindung. Der innere Kanal 24 verläuft . -I₁ Chamber in connection. The inner channel 24 runs. -I ₁

unterhalb der Bohrungen 21 und dient zur Kühlung Beispiel 1below the bores 21 and is used for cooling Example 1

des Einführungsringes. Die Rohre26 und 27 dienen Es wurde eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 ver-of the introductory ring. The tubes 26 and 27 are used. A device according to FIG.

zur Zuleitung bzw. Ableitung eines Kühlmediums. wendet, wobei eine wassergekühlte Vielfachbrenner-for supplying or discharging a cooling medium. turns, with a water-cooled multiple burner

Bei der in den F i g. 2 und 3 gezeigten Vorrichtung 40 anordnung gemäß F i g. 4 benutzt wurde, die je können die Querschnitte der Bohrungen 21 verschieden 48 Bohrungen 28 und 34 besaß,
groß und/oder verschieden geformt sein. Es ist dabei Die Vorbrennkammer 2 war seitlich mit einer feuerzweckmäßig, daß jeweils Bohrungen mit verschiedenen festen Masse ausgekleidet, hatte eine Länge von 100mm Querschnittsflächen benachbart sind. und einen inneren Durchmesser von 180 mm. DieIn the case of the FIGS. 2 and 3 shown device 40 arrangement according to FIG. 4 was used, the cross sections of the bores 21 can be different 48 bores 28 and 34 possessed,
be large and / or shaped differently. It is thereby The pre-combustion chamber 2 was laterally fire-appropriate, that each bores lined with different solid mass, had a length of 100mm cross-sectional areas are adjacent. and an inner diameter of 180 mm. the

In F i g. 4 wird eine geeignete Vielfachbrenneran- 45 Einführungsringe 3, 4 und 5 bestanden aus V₂A-StahlIn Fig. 4, a suitable multi-burner 45 inlet rings 3, 4 and 5 are made of V ₂ A steel

Ordnung gezeigt. Sie besteht aus einer mit Löchern 28 und hatten innere Durchmesser von 180, 180 undOrder shown. It consists of one with holes 28 and had inner diameters of 180, 180 and

versehenen Platte 29, oberhalb der ein mit einer 200 mm, so daß die Vorrichtung eine 10 mm breiteprovided plate 29, above the one with a 200 mm, so that the device is 10 mm wide

Zuführung 30 für ein Gemisch aus Kohlenmonoxid Stufe 7 aufwies. Die Einführungsringe 3 und 5 wurdenFeed 30 for a mixture of carbon monoxide level 7 had. Introductory rings 3 and 5 were

und Sauerstoff versehener Raum 31 angeordnet ist. mit Wasser gekühlt und besaßen vier tangentialeand oxygen provided space 31 is arranged. cooled with water and possessed four tangential

An der Oberseite der Lochplatte 29 befindet sich zur 50 Bohrungen 15 und vier tangentiale Bohrungen 16,On the top of the perforated plate 29 there are 50 holes 15 and four tangential holes 16,

Kühlung ein Kühlrohr 32. Unterhalb der Lochplatte wobei jede Bohrung eine Querschnittsfläche vonCooling a cooling tube 32. Below the perforated plate, each bore having a cross-sectional area of

29 ist eine zweite dickere Lochplatte 33 angeordnet, 78,5 mm² besaß. Die Reaktionskammer 6 bestand aus29 a second thicker perforated plate 33 is arranged, 78.5 mm ² possessed. The reaction chamber 6 consisted of

die mit Löchern 34 versehen ist. Die Löcher 34 haben Aluminium, hatte einen inneren Durchmesser vonwhich is provided with holes 34. The holes 34 are aluminum, had an inner diameter of

einen größeren Durchmesser als die Löcher 28 und 200 mm und wurde mit Wasser gekühlt. Der Reak-larger in diameter than the holes 28 and 200 mm and was cooled with water. The Rea-

verlaufen mit diesen koaxial. Unterhalb der Loch- 55 tionsraum 8 war 150 mm lang.run coaxially with these. Below the perforation space 8 was 150 mm long.

platte 33 befindet sich die Vorbrennkammer 2. Das Der Einführungsring 4 für das TitantetrachloridPlate 33 is the pre-combustion chamber 2. The introduction ring 4 for the titanium tetrachloride

Gemisch aus Kohlenmonoxid und Sauerstoff gelangt besaß den in den F i g. 2 und 3 gezeigten Aufbau. ErMixture of carbon monoxide and oxygen reaches the possessed in the F i g. 2 and 3 shown structure. He

durch die Zuführung 30 in den Raum 31 und strömt hatte eine Höhe von 60 mm und wurde mit Luft ge-through the feed 30 into the space 31 and the flow had a height of 60 mm and was filled with air

von dort durch die engen Löcher 28 in die weiten kühlt. Vom Ringkanal 19 führten vierzig 24 mm langefrom there through the narrow holes 28 in the wide cools. Forty 24 mm long led from the annular channel 19

Löcher 34. Innerhalb der Löcher 34 rindet die Ver- 60 waagerechte Bohrungen in das Innere 25 der Kammer,Holes 34. Inside the holes 34, the horizontal bores lead into the interior 25 of the chamber,

brennung des Gasgemisches statt. Dadurch, daß das wobei jede Bohrung eine Querschnittsfläche voncombustion of the gas mixture takes place. In that the wherein each bore has a cross-sectional area of

Gasgemisch mit hoher Geschwindigkeit durch die 36 mm² besaß. In die Vielfachbrenneranordnung 1Gas mixture at high speed through which 36 mm ² possessed. In the multiple burner arrangement 1

engen und gekühlten Löcher 28 strömt, wird ein wurden 120 Nm³/h eines Kohlenmonoxid-Sauerstoff-narrow and cooled holes 28 flows, a were 120 Nm ³ / h of a carbon monoxide-oxygen

Rückschlag der Flammen vermieden. Gemisches von Raumtemperatur eingeführt, das zuFlashback of the flames avoided. Mixture of room temperature introduced that too

Eine andere geeignete Brenneranordnung wird in 65 33 Volumprozent aus Kohlenmonoxid und zu 67 Vo-Another suitable burner arrangement is made up of 65% by volume of carbon monoxide and 67% by volume.

den F i g. 5 und 6 gezeigt. F i g. 6 stellt einen lumprozent aus Sauerstoff bestand, und in der Vor-the F i g. 5 and 6 shown. F i g. 6 represents a luminal percentage of oxygen, and in the fore

Schnitt der F i g. 5 in Richtung C-D dar. brennkammer 2 verbrannt. Durch den Einführungs-Section of FIG. 5 in the direction of the CD . Combustion chamber 2 burned. Through the introductory

Bei dieser Anordnung werden Kohlenmonoxid und ring 3 wurden 50 Nm³/h eines Gemisches von Raum-In this arrangement, carbon monoxide and ring 3 were 50 Nm ³ / h of a mixture of space

temperatur, das aus 50 Volumprozent Sauerstoff und 50 Volumprozent von Titandioxid befreitem Reaktionsabgas bestand, und durch den Einführungsring 5 40 Nm³/h von Titandioxid befreites und auf Raumtemperatur gekühltes Reaktionsabgas eingeführt. Durch die Bohrungen 21 des Einführungsringes 4 wurden 500 kg/h Titantetrachlorid mit einer Temperatur von 350°C eingeblasen; vor seiner Zugabe wurde dem Titantetrachlorid Aluminiumtrichlorid in einer Menge von 2,0%. berechnet als Al₂O₃ und bezogen auf das Pigment, zugesetzt.temperature, which consisted of 50 percent by volume of oxygen and 50 percent by volume of reaction exhaust gas freed from titanium dioxide, and introduced through the introduction ring 5 40 Nm ³ / h freed from titanium dioxide and cooled to room temperature reaction exhaust gas. 500 kg / h of titanium tetrachloride at a temperature of 350 ° C. were blown through the bores 21 of the introduction ring 4; prior to its addition, aluminum trichloride was added to the titanium tetrachloride in an amount of 2.0%. calculated as Al ₂ O ₃ and based on the pigment, added.

Der Quotient aus Titantetrachloriddurchsatz und Reaktionskammerquerschnitt betrug 15 800 kg/hm² und das Verhältnis der Länge des Reaktionsraumes zu seinem Durchmesser 0,75. Es wurde ein sehr gutes Rutil-Pigment mit einem Farbstichwert von +4,1 erhalten; im Pigment war kein Anatas nachweisbar (Nachweisgrenze 0,3 % Anatas).The quotient of titanium tetrachloride throughput and reaction chamber cross section was 15,800 kg / hm ² and the ratio of the length of the reaction chamber to its diameter was 0.75. A very good rutile pigment with a color cast value of +4.1 was obtained; No anatase was detectable in the pigment (detection limit 0.3% anatase).

Example 2

Es wurde eine Vorrichtung gemäß F i g. 1 verwendet, wobei eine Vielfachbrenneranordnung 1 gemäß den F i g. 5 und 6 benutzt wurde. Die Brenneranordnung 1 bestand aus sieben Einzelbrennern 35 und wurde mit Wasser gekühlt. Die Vorbrennkammer 2 war seitlich mit einer feuerfesten Masse ausgekleidet und hatte eine Länge von 300 mm und einen inneren Durchmesser von 180 mm.A device according to FIG. 1 used, wherein a multiple burner arrangement 1 according to the F i g. 5 and 6 was used. The burner assembly 1 consisted of seven individual burners 35 and was chilled with water. The pre-combustion chamber 2 was laterally lined with a refractory mass and had a length of 300 mm and an inner diameter of 180 mm.

Die Einführungsringe 3, 4 und 5 bestanden aus Nickel und hatten innere Durchmesser von 180, 180 und 200 mm, so daß die Vorrichtung eine 10 mm breite Stufe 7 aufwies. An den Einführungsring 5 schloß eine 300 mm lange wassergekühlte Reaktionskammer 6 aus Aluminium mit einem inneren Durchmesser von 200 mm an. Die Einführungsringe 3 und 5 für Spülgas und der Einführungsring 4 für Titantetrachlorid waren gebaut wie im Beispiel 1 beschrieben. Der Reaktionsraum 8 besaß eine Länge von 350 mm.Introductory rings 3, 4 and 5 were made of nickel and had inner diameters of 180, 180 and 200 mm, so that the device had a step 7 10 mm wide. On the introduction ring 5 closed a 300 mm long water-cooled reaction chamber 6 made of aluminum with an inner diameter of 200 mm. The introduction rings 3 and 5 for purge gas and the introduction ring 4 for titanium tetrachloride were built as described in Example 1. The reaction space 8 had a length of 350 mm.

In die Vielfachbrenneranordnung 1 wurden getrennt 40 Nm³/h Kohlenmonoxid von Raumtemperatur und 70Nm³/h auf 200° C vorerhitzter Sauerstoff eingeleitet und in der Vorbrennkammer 2 verbrannt. Durch den Einführungsring 3wurden60Nm³/h eines Gasgemisches von Raumtemperatur eingeführt, welches aus 50 Volumprozent von Titandioxid befreitem Reaktionsabgas und 50 Volumprozent Sauerstoff bestand, und durch den Einführungsring 5 50 Nm³/h von Titandioxid befreites und auf Raumtemperatur gekühltes Reaktionsabgas zugegeben. ^{40 Nm 3} / h of carbon monoxide at room temperature and 70 Nm 3 / h of oxygen preheated to 200 ° C. were introduced separately into the multiple ^{burner arrangement 1} and burned in the pre-combustion chamber 2. ^{60 Nm 3} / h of a gas mixture at room temperature, which consisted of 50 percent by volume of reaction exhaust gas freed from titanium dioxide and 50 percent by volume of oxygen, were introduced through the introduction ring ^{3, and 50 Nm 3} / h of titanium dioxide freed from the reaction exhaust gas and cooled to room temperature were added through the introduction ring 3.

Durch die Bohrungen 21 des Einführungsringes 4 wurden wie im vorigen Beispiel 500 kg/h Titantetrachlorid mit einer Temperatur von 350° C eingeblasen, dem wieder vor der Zugabe Aluminiumtrichlorid in einer Menge von 2,0%, berechnet als Al₂O₃ und bezogen auf das Pigment, zugesetzt worden war.As in the previous example, 500 kg / h of titanium tetrachloride at a temperature of 350 ° C. were blown through the bores 21 of the introduction ring 4, and before the addition, aluminum trichloride in an amount of 2.0%, calculated as Al ₂ O ₃ and based on the pigment, had been added.

Der Quotient aus Titantetrachloriddurchsatz und Reaktionskammerquerschnitt betrug 15 800 kg/hm² und das Verhältnis der Länge des Reaktionsraumes zu seinem Durchmesser 1,75. Es wurde ein gutes Rutil-Pigment mit einem Farbstichwert von +3,0 erhalten; auch diesmal war kein Anatas nachweisbar.The quotient of titanium tetrachloride throughput and reaction chamber cross section was 15,800 kg / hm ² and the ratio of the length of the reaction chamber to its diameter was 1.75. A good rutile pigment with a color key value of +3.0 was obtained; this time, too, no anatase was detectable.

Example 3

Es wurde dieselbe Vorrichtung wie im Beispiel 2 verwendet. In die Vielfachbrenneranordnung 1 wurden 40 Nm³/h Kohlenmonoxid und 100 Nm³/h auf 200° C vorerhitzter Sauerstoff eingeleitet und durch den Einführungsring 3 40 Nm³/h von Titandioxid befreites und auf Raumtemperatur gekühltes Reaktionsabgas eingeführt. Die Zugabe von Titantetrachlorid durch den Einführungsring 4 und von Spülgas durch den Einführungsring 5 erfolgte wie im Beispiel 2.
Es wurde ein gleichartiges Rutil-Pigment wie im Beispiel 2 erhalten.The same device as in Example 2 was used. In the multiple burner arrangement 1 40 Nm ³ / hr of carbon monoxide and 100 Nm ³ / h, preheated to 200 ° C oxygen were introduced and inserted h of titanium dioxide liberated by the introduction ring 3 to 40 Nm ³ / and cooled to room temperature, the reaction off gas. The addition of titanium tetrachloride through the inlet ring 4 and of flushing gas through the inlet ring 5 took place as in Example 2.
A rutile pigment of the same type as in Example 2 was obtained.

B ei s pi el 4Example 4

ίο Es wurde dieselbe Vorrichtung wie im Beispiel 2 verwendet mit dem Unterschied, daß der Reaktionsraum 550 mm lang war. Das Verfahren wurde wie im Beispiel 2 durchgeführt, mit dem einzigen Unterschied, daß die durch den Einführungsring 5 zugegebene Spülgasmenge auf 70 Nm³/h erhöht wurde.ίο The same device was used as in Example 2 with the difference that the reaction space was 550 mm long. The process was carried out as in Example 2, with the only difference that the amount of purge gas added through the introduction ring 5 was increased to 70 Nm ³ / h.

Der Quotient aus Titantetrachloriddurchsatz und Reaktionskammerquerschnitt betrug 15 800 kg/hm² und das Verhältnis der Länge des Reaktionsraumes zu seinem Durchmesser 2,75. Es wurde ein gutes Rutil-Pigment mit einem Farbstichwert von +1,5 erhalten; Anatas war nicht nachweisbar.The quotient of titanium tetrachloride throughput and reaction chamber cross section was 15,800 kg / hm ² and the ratio of the length of the reaction chamber to its diameter was 2.75. A good rutile pigment with a color cast value of +1.5 was obtained; Anatase was undetectable.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of a rutile pigment by reacting titanium tetrachloride with oxygen in a hot gas mixture, which is obtained by separate combustion of carbon monoxide with an excess of oxygen or an oxygen-containing gas, with titanium tetrachloride vapor being introduced at right angles into the hot oxygen-containing gas stream, thereby characterized in that the hot oxygen-containing gas stream is produced in a cylindrical pre-combustion chamber with the help of a multiple burner arrangement, which evenly acts on the entire cross-section of the chamber, and immediately thereafter is fed to a cylindrical reaction space arranged in a straight line to the pre-combustion chamber, which is 0.5 to 3 times its length Has diameter that the unmixed titanium tetrachloride is blown in radially from many openings distributed in a plane over the entire circumference of the space, the titanium tetrachloride throughput divided by the reaction space q The cross-section should be 5000 to 40,000 kg / hm ² , so that flushing gas is fed tangentially just above and below the titanium tetrachloride feeds and the gas mixture enters a space just below the titanium tetrachloride feeds, which is slightly expanded by a step in the wall of the reaction chamber.

2. The method according to claim 1, characterized in that the titanium tetrachloride with a »Entry impulse« per titanium tetrachloride jet divided by the reaction space diameter of 0.02 to 0.6 kp / m is blown in.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the supply of the Titanium tetrachloride takes place through openings of various shapes and / or sizes.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the individual titanium tetrachloride feeds have a cross-sectional area of at least 3 mm ² .

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the upper purge gas from There is reaction exhaust gas that has been freed from titanium dioxide and cooled.

6. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the upper purge gas from a mixture of oxygen or an oxygen-containing gas and an inert gas, preferably from titanium dioxide freed and cooled reaction exhaust gas exists.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the lower purge gas is cool compared to the reactants and is introduced under such conditions that the purge gas flow rate per square meter

chener chamber wall area at least 0.07

the linear insertion speed at least

kg m²s kg m ² s

at least 20 - and the product of these two

ke
Sizes is at least 2.5-s_.

8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the lower purge gas consists of reaction exhaust gas that has been freed from titanium dioxide and cooled.

9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that each individual burner the multiple burner arrangement is regulated separately.

10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that the oxygen or the oxygen-containing gas and the carbon monoxide are fed separately to each individual burner, the two gases being swirled in opposite directions.

For this purpose 2 sheets of drawings