DE2005010A1 - - Google Patents

Description

2005010 FARBENFABRIKEN BAYER AG

LEVERKU S EN·Bayetwerk Br/GW Pmnt-Abteilum 3· Fob, 1970

Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen von heißen metalloxidhaltigen Gasen und Abscheiden der darin enthaltenen Peststoffteilchen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkühlen von heißen metalloxidhaltigen Gasen, wie sie bei der Reaktion zwischen f Metallhalogeniden und sauerstoffhaltigen Gasen entstehen, und die Abscheidung der darin enthaltenen Feststoffteilchen sowie eine dafür geeignete Vorrichtung.

Bisher sind schon eine ganze Reihe von Vorschlägen gemacht worden, wie.Produkte, die bei der Gasphasenreaktion von Metall- oder Metalloidhalogeniden mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen entstehen, abzukühlen und die Peststoffteilchen aus dem Reaktionsabges abzuscheiden sind.

Die meisten bisher gemachten Vorschläge beziehen sich darauf, daß das Peststoff/Gas-Gemisch zunächst stark abgekühlt und dann - nach eventueller Voragglomeration - nach konventionellen ' Methoden abgeschieden wird. In der US-Patentschrift 2 789 886 wird z. B. ein Verfahren beschrieben, nach dem die Abkühlung des Peststoff/Reaktionsgas-Stromes in wassergekühlten Röhren erfolgt. Eine Vielzahl von Röhren ist hierbei hintereinander angeordnet; sie sind durch 180°-Krünaner miteinander verbunden. Um die Wände, insbesondere an den Umlenkungen freizuhalten, werden Peststoffe eingefahren, die bei den herrschenden Temperaturen sublimieren; hierzu wird Trockeneis vorgeschlagen. .

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Im Prinzip wird diese Arbeitsweise bereits in der US-Patentschrift 2 721 626 beschrieben. Nach Passieren des Kühlers erfolgt die Abscheidung des Pigments auf konventionelle Weise, z. B. durch elektrostatische Gasreinigung, in Zyklonen, oder Filtern.

Die Nachteile einer derartigen Arbeitsweise liegen auf der Hand. Die Abkühlung der Gassuspension durch indirekten Wärmeaustausch über die Wand ist schwierig und langwierig. Das Problem, bei dieser Arbeitsweise die Wand des Wärmeaustauschers, insbesondere an Umlenkungen, freizuhalten, ist oben schon erwähnt worden.

Diskutiert wurde ebenfalls, die Gassuspension mit kalten Rückgas abzukühlen. Für eine Abkühlung auf niedrige Temperaturen sind aber große Kaltgasmengen, große Abscheider und Gebläse erforderlich. Eine Ausweichmöglichkeit bietet noch der Kontakt mit kalten Festkörpern. Nach der Deutschen Auslegeschrift 1 033 192 erreicht man die Kühlung des Produktstromes dadurch, daß wesentlich kälteres, feinverteiltes TiOp in die abzukühlende Suspension eingeführt wird. Ein ähnliches Prinzip wird in der Deutschen Auelegeschrift 1 231 224 verfolgt. Die Kühlung einer gasförmigen Dispersion von TiOp-Pigment in den Reaktionsabgasen soll dadurch bewerkstelligt werden, daß die Dispersion durch einen senkrechten Turm im Gegenstrom zu herabrieselnden inerten Kühlteilchen nach oben geführt wird. Bei all diesen bisher behandelten Verfahrensweisen wird eine konventionelle Abscheidung vorgeschlagen; es werden erwähnt Zyklone, normale Staubfilter und die elektrische Gasreinigung. Diese Methoden sind aber bei diesen sehr feint!1igen Produkten allesamt problematisch, da man entweder sehr große Filterflächen in Kauf nehmen oder wenigstens eine Voragglomeration durchführen muß. In der DAS 1 147 207 wird ein Verfahren beschrieben, in dem die Abscheidung von TiO₂ aus der Gasphase dadurch er-

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reicht wird, daß das im Gas enthaltene TiO₂ in einem Fließbett aus gröberem TiO₂ festgehalten wird. Schließlich sei noch die Deutsche Auslegeschrift 1 284 955 erwähnt, bei der die zur Abscheidung notwendige Voragglomeration dadurch erreicht wird, daß Gas und Produkt teilweise im Kreis gefahren werden unter Aufrechterhaltung starker Turbulenz; u.U. durch Einbau eines schnell rotierenden Flügelrades.

Die Trockenabscheidung von feinteiligen Oxiden, die durch Verbrennen der entsprechenden Halogenide hergestellt werden, hat aber noch weitere Nachteile. Die abgeechiedtnen Feststoffe haben an der Oberfläche Halogen, also insbesondere Chlor, stark absorbiert und müssen von diesem befreit werden. ä Das kann geschehen, indem man das Produkt in einem zusätzlichen Arbeitsgang auf ca. 600 C erhitzt.

Sollen die Produkte einer Nachbehandlung unterworfen werden, müssen sie in Wasser dispergiert werden. Dies bereitet jedoch bei trocken abgeschiedenen Produkten Schwierigkeiten.

Weit effektvoller als die Abkühlung mit Gas oder mit kaltem Feststoff ist die Abkühlung mit Flüssigkeit. Ein derartiges Verfahren wurde auch bereits in der Duetschen Auslegeschrift 1 194 832 vorgeschlagen. Die Abkühlung der heißen TiO_?- haltigen Reaktionsgase erfolgt dabei mit Wasser. Dazu wird der Produktstrom durch ein senkrechtes dünnes Rohr geleitet, ä an dessen Innenwand ein fließender Wasserfilm aufrechterhalten wird.

Die Abtrennung des Feststoffes selbst läßt sich auf nassem Wege bewerkstelligen, indem das Pigment aus dem Gasstrom gewaschen wird.

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Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß einerseits Cl₂ mit H₂ unter Bildung von HCl reagiert,unddaß andererseits Verstopfungen beim Übergang trocken - naß auftreten können. Beide Probleme lassen sich aufgrund vorliegender Erfindung beherrschen.

Es wurde ein Verfahren zua Abkühlen von heißen metalloxidhaltigen Reaktionsgasen, wie sie bei der Reaktion zwischen gasförmigen Metallhalogeniden und sauerstoffhaltigen Gasen entstehen, und Abscheiden der darin enthaltenen Feststoffteilchen durch Vermischung der heißen Reaktionsprodukte mit kaltem Gas, weitere Abkühlung der Gas/Feststoff-Suspension durch direkten Wärmeaustausch mit einer Flüssigkeit, Abscheiden der in der Gae/Feetstoff-Suspension enthaltenen Feststoffteilchen in Form einer Dispersion gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man der heißen Gas/Feststoffsuspension vor oder während des Durchströmens einer mit Gas bespülten porösen Strecke kaltes Gas in solchen Mengen zumischt, daß die Gas-Feststoffsuspension auf Temperaturen unter 800⁰C abgekühlt wird, anschließend die Gas-Feststoff- suspension zur weiteren Kühlung mit einer Geschwindigkeit von 10 - 100 m/sec. zentral in einen konvergierenden Raum einleitet, dessen Wände mit einer Flüssigkeit bespült werden und dessen Öffnungswinkel größer als 7° ist, und schließlich innerhalb des konvergierenden Teils in einer darauffolgenden elongierten Zone die Peststoffteilchen teilweise benetzt und anschließend durch Düsen eine wäßrige Dispersion einleitet und anschließend die so erhaltene Pigmentsuspension vom Endgas abtrennt.

In einer besonderen Ausführungsform wird die Gas/Feststoffsuspension mit kaltem, entstaubtem Rückgas erst auf Temperaturen von 600 - 80O⁰C abgekühlt, dann in einem Raum, dessen Wände mit einer rotierenden Flüssigkeitsschicht bedeckt sind, weiter abgekühlt, und dann werden in einem zylindrischen

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Teil durch eine Suspension, die durch Düsen eingeführt wird, die Feststoffpärtikel völlig benetzt und abgeschieden.

Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß bei der Herstellung feinteiliger anorganischer Oxide durch Reaktion der entsprechenden Halogenide mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen das Produkt durch eine umlaufende Suspension des besagten Feststoffes in Wasser in einer aus einem konvergierenden und einem zylindrischen Teil bestehenden Vorrichtung mit Wasser abgeschreckt, benetzt und darin abgeschieden wird, wobei die umlaufende Suspension in einem Wärmeaustauscher gekühlt wird, so daß der Hauptteil der aus der Reaktion abzuführenden Wärme mit Kühlwasser abgeführt werden kann. I

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Abkühlen von Reaktionsgasen und zum Abscheiden von darin enthaltenen Feststoffteilchen, wie sie bei Gasphasenreaktionen zwischen Metall- oder Metalloid-Halogeniden, z. B. der Chloride von Titan, Silicium, Zirkon, Eisen, Zink, Chrom oder Aluminium und sauerstoffhaltigen Gasen bei Temperaturen vor- etwa 900 - 1500⁰C entstehen, verwendet werden Die Reaktionsgase bestehen im wesentlichen aus Halogen, z. B. Chlor. Diesem kann jedoch ein gewisser Anteil von Inertgasen, wie Stickstoff, Kohlenoxide, Sauerstoff oder Edelgase zugemischt sein.

Die Abkühlung der heißen Reaktionsgase erfolgt aunächst mit " einem kalten Gas. Als kaltes Gas kommen grundsätzlich solche Gase in Frage, die mit dem Reaktionsgas bzw. den darin enthaltenen feinteiligen Oxiden keine weiteren Reaktionen eingehen, z. B. eignen sich Gase wie Stickstoff, Luft oder Chlor. Auch das Eindüsen und Verdampfen von bei Normalbedingungen als Flüssigkeit vorliegenden Stoffen, wie z. B. Wasser kann erfindungsgemäß angewandt werden. Vorzugsweise

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wird jedoch kaltes gereinigtes Rückgas, das auch im Kreislauf geführt werden kann, verwendet. Die Menge dee zügemischten Gases muß so bemessen werden, das die Temperatur des abzukühlenden metalloxidhaltigen Gases auf die gewünschte Temperatur von ca. 600 - 800⁰C abgekühlt wird. Dabei beträgt die Temperatur des zugemischten Gases etwa 10⁰C bis 50 ⁰C.

Im Anschluß an diese Vorkühlung wird die Gas/Peststoff-Suspension mit einer Geschwindigkeit von etwa bis 10 -100 m/sec in ein vorzugsweise nach unten konisch zulaufendes Rohr eingeleitet, dessen Wände mit einer Flüssigkeit bespült sind. Zur Aufrechterhaltung einer Flüssigkeitsschicht an den Wänden kommen sowohl Flüssigkeiten als auch Suspensionen infrage. Besonders gut eignen sich Wasser oder eine wäßrige Suspension der entsprechenden ini Gas enthaltenen Oxidteilchen. In diesem Raum wird nun das bereits vorgekühlte, Oxidteilchen enthaltende Reaktionsgas sehr stark abgekühlt. Zusammen mit der starken Abkühlung tritt auch eine gewisse Benetzung der Feststoffteilchen auf.

Dem konvergierenden Teil nachgeschaltet ist eine Zone, in dem über vorzugsweise nicht radial angeordnete Düsen Flüssigkeit in den Gasstrom bzw. in die Gas-Feststoff-Suspension eingespritzt wird und in dem die Feststoffteilchen weiter benetzt werden.

In dieser Zone kommen als Einspritzflüssigkeiten wieder Wasser oder eine wäßrige Suspension des im Gas suspendierten Feststoffes in Frage.

Unterhalb der Düsen ist die Temperatur auf unter 1OO°C abgesenkt und die Feststoffteilchen sind von der Flüssigkeit vollständig umhüllt. Die Geschwindigkeit der Suspension in diesem Bereich bewegt sich etwa zwischen 2,5 und 25 m/eec.

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Die Abscheidung des in der Suspension enthaltenen feinteiligen Oxids erfolgt in an sich bekannter Weise, dazu kann das Gas-Flüssigkeits-Gemisch nach dem erfindungsgemäßen Abkühlen und Suspendieren z.B. in einen Vorabscheider geleitet werden, in dem eine Abtrennung der Suspension erfolgt. Das Gas kann dann zur weiteren Wäsche in einen Strtihtunn geleitet werden. Das Gas/Flüssigkeits-Gemisch kann aber auch direkt in einen Waschturm geleitet werden. Das Endgas wird anschließend in einer Verfahrensstufe mit kaltem Frischwasser im Gegenstrom gewaschen.

Das verbleibende Gas, z. B. Chlor geht, evtl. nach einer Endreinigung, in einer elektrischen Gasreinigungsanlage durch eine Trocknung und kann dann anschließend wieder verwendet _ä werden, z.B. zur Chlorierung von Titanerzen. ™

Die bei allen Abscheidungs- und Waschprozessen des beschriebenen Verfahrens anfallende Suspension wird in einem Behälter gesammelt. Dieser Behälter dient gleichzeitig als Pumpenvorlage. Über die dazugehörige Pumpe lassen sich alle Bespülungs- und Wascheinrichtungen, die mit Suspensionen gespeist werden,versorgen. Die Produktion wird als wässrige Suspension abgenommen und kann dans,evtl. nach erfolgtex Eindickung, z. B. einer Nachbehandlung zugeführt werden.

In den Kreislauf der' Suspension kann zusätzlich ein Kühler eingebaut werden. So kann die Bespülung über die Düsen stets * mit kalter Suspension vorgenommen werden. Der Hauptteil der im Prozeß anfallenden Wärme wird dann in diesem Kühlsystem mit Hilfe von Kühlwasser abgeführt.

Da die Produktion in ions einer Suspension anfällt, muß laufend Frischwasser nachgeliefert werden. Dies erfolgt zweck mäßigerweise so, daß z. B. der letzte Waschvorgang mit Frischwasser durchgeführt wird.

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Um die löslichkeit von Chlor in der Suspension gering zu halten und um die Reaktion zwischen Wasser und Chlor weitgehend auszuschließen, empfiehlt es sich, die Temperatur der Suspension zwischen 40 und 7O⁰C zu halten.

Beim eigentlichen Abkühlen und Waschen des Produktstromes beim erfindungsgemäßen Verfahren genügt es allerdings nicht, nur die Temperatur der eingefahrenen Suspension niedrig zu halten. Es muß auch die Menge der Suspension so abgestimmt sein, daß die Temperaturerhöhung über das angegebene Maß nicht hinausgeht. Die Acidität in der umlaufenden Suspension soll 15 g/l HCl nicht übersteigen; bei der beschriebenen Arbeitsweise ist es möglich, sogar deutlich unter 15 g HCl/1 7^? bleiben.

In den Figuren I bis IV sind die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Vorrichtungen dargestellt. In Figur 1 bedeuten 1 das Einleitungsrohr für das Reaktionsgemisch, 2 ein w&jßergekühltes Rohr, 3 einen Verteilerraum für das Kühlgas, 4 einen Stutzen für die Gaszufuhr, 5 ein poröses Rohr, oberes zylindrisches Rohr des Wäschers, 7 Flüssigkeitszuführung, 8 einen Zwischenraum, 9 einen konischen Teil des Wäschers, 10 einen Ringspalt, 11 den unteren zylindrischen Teil des Wäschers und 12 sind Düsen. In Figur II ist der Schnitt A-A aus Figur I dargestellt.

Figur III zeigt eine mögliche Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - gemäß einem anderen Vorschlag. Dabei sind 13 die Zufuhr für Kaltgas, 14 ein Umlenkkasten, 15 ein umlaufender Rahmen und 16 eine Vorrichtung, die der groben Trennung von Flüssigkeit und Gas dient. Diese Vorrichtung kann auch als Waschturm ausbildet sein.

Figur IV zeigt eine weitere mögliche Anordnung; darin βteilt den Reaktorunterteil und 18 die Reaktorwand dar, 19 ist ein

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ringförmiger Verteilerraum für das Kaltgas, 20 ein Gaszuführungsstutzen, 21 Düsen, 22 ein Waschturm, 23 eine Pumpenvorlage und 24 eine Pumpe.

Anhand der Figuren I his IV wird das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtungen in einer vorteilhaften Ausführungsform erläutert.

Das "bei 1 (Figur I) aus dem Reaktor austretende Reaktionsgemisch, bestehend aus dem feinteiligen Oxid als Suspension in den Reaktionsabgasen, die im wesentlichen aus Chlor bestehen, wird zunächst auf Temperaturen von 600 - 800⁰C abgekühlt. Vorteilhaft ist die Abkühlung durch Zugabe von kaltem, entstaubtem Rückgas.

An die Eintrittsleitung 1 schließt sich ein poröses Rohr 5 an, das in den Oberteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung hineinragt. Es besteht aus einem wassergekühlten, rohrförmigen Teil 2, sowie einem Verteilungsraum 3 für das Gas, das durch Stutzen 4 zugeführt wird und dann durch das poröse Rohr 5 strömt.

Auch die Stirnfläche des eingesetzten Rohres, die zum konvergierenden Teil hin gerichtet ist, ist porös ausgeführt.

Bei poröser Ausführung dieses Einsteckrohres und Durchdrücken von Gas durch den porösen Rohrteil kann die Bildung störender Ansätze und Verstopfungen am Übergang trocken/naß verhindert I werden.

Daran schließt sich der eigentliche Wäscher an. Er besteht aus einem zylindrischen Teil 6, in den das poröse Rohr 5 eingesteckt ist. Durch zwei oder mehrere tangential angestellte Düsen 7 wird Flüssigkeit, vorteilhaft flüssige Suspension, eingefahren. Die Düsen sind vorzugsweise in Form flacher Schlitze ausgebildet, um die Rotation der Flüssigkeit im Raum zwischen dem eingesetzten rohrförmigen Teil 8 zu er-

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höhen. Der mit Drall behaftete, nach unten durch den Ringspalt 10 strömende Flüssigkeitsfilm bedeckt völlig den zylindrischen und konischen Teil des Wäschers 9. Das eingesetzte Teil 8 begrenzt den Raum, in dem die Flüssigkeit rotiert und begünstigt eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit durch den Spalt 10. Teil 8 verhindert gleichzeitig, daß Flüssigkeit gegen das Einsteckrohi 2 und gegen die untere Stirnfläche des porösen Rohres 5 spritzt.

Eine Erzeugung der Rotation ist auch durch entsprechende Einbauten und schräggestellte Düsen im Bereich des Spaltes 10 möglich. Im zylindrischen Teil unterhalb des Spaltes 10 und im konischen Teil des Wäschers 9 werden Ansätze wirksam verhindert, zugleich werden durch Verdampfung von Flüssigkeit eine Abkühlung der Grassuspension und eine teilweise Belegung der Teilchenoberflächen mit Flüssigkeit bewirkt. Dieser Vorgang ist wesentlich, weil dadurch die Auswaschung im nachfolgenden Teil der Vorrichtung begünstigt wird. Der Winkel ist größer als 7°, vorzugsweise 15^υ bis 45°.

Der konische Teil 9 des Wäschers geht über in den zylindrischen Teil 11, in dem kurz nach Übergang in diesen vorzugsweise mehrere Düsen 12 eingesetzt sind, durch die Flüssigkeit in den Innenraum zugeführt wird.

Es muß vermieden werden, daß die Flüssigkeitsetrahlen so aufeinandertreffen, daß der Durchgang im Rohr 11 behindert wird, unddaß einzelne Tropfen in den Bereich des porösen Rohres 5 geschleudert werden. Günstig ist eine schräg nach unten gerichtet^ nicht radiale Anordnung der Düsen nach Fig. 2.

Es können auch andere Vorrichtungen zur gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit über den Querschnitt des Teiles 11

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eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Flüssigkeit in Strömungsrichtung durch im Innern des Teiles 11 oder 9 eingebaute Vollkegeldüsen oder Hohlkegeldüsen zugeführt werden.

Bei kleinen Durchmessern ist es außerdem möglich, die Flüssig keit dadurch in den Gasraum zu bringen, daß man beim "Übergang vom konvergierenden zum zylindrischen Teil oder im Oberteil des letzteren einen Ring einsetzt, auf den die aus dem konvergierenden Teil kommende Flüssigkeit auffließt und dadurch wenigstens teilweise in den Gasraum abgelenkt wird.

Im Bereich des Teiles 11 erfolgt die restliche Abkühlung und die Vergrößerung der Partikelmasse durch Umhüllung mit einer Flüssigkeitshaut, durch Agglomeration von Teilchen und durch Anlagerung an Flüssigkeitstropfen. Dadurch wird die Abscheidung des Feststoffes in nachgeschalteten Anordnungen wesentlich erleichtert.

Das Rohr 11 und die Einleitung 1 können vorzugsweise annähernd mit gleichem Querschnitt ausgeführt werden. Infolge der Abkühlung der heißen Gaee ist im Teil 11 die Gasgeschwindigkeit relativ gering. Somit kann die erfindungsgemäße Anordnung mit einem erstaunlich geringen Druck- bzw. Energieverlust betrieben werden.

Das Gas-Flüssigkeitsgemisch kann nach dem erfindungsgemäßen Wäscher zunächst in einen Vorabscheider 16 geleitet werden, in dem eine grobe Abtrennung der Suspension erfolgt, oder direkt in einen Waschturm geleitet werden.

Figur III zeigt eine mögliche Kombination der erfindungsgemäßen Anordnung. Das aus dem Reakt kommende ausreagierte Gemisch wird zunächst mit Kaltgas versetzt, das bei 13 parallel zur Wand durch einen Ringspalt zugegeben wird. In einem

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ümlenkkaeten 14 - gemäß einem anderen Vorschlag - mit umlaufendem Rahmen 15 wird das Reaktionsprodukt gleichmäßig auf 600 bis 800⁰C gekühlt und
mäße Vorrichtung ein.

bis 800⁰C gekühlt und tritt dann bei 1 in die erfindungsge-

Eine andere mögliche Anordnung zeigt Figur IV. Das aus dem Reaktor austretende Reaktionsgemisch, bestehend aus dem feinteiligen Oxid als Suspension in den Reaktionsabgasen, die in wesentlichen aus Chlor bestehen, tritt bei 1 aus dem Reaktor aus. Die Abkühlung der Suspension auf 600 - 800⁰C erfolgt durch Zugabe τοη Kühlgas über Stutzen 20,ein Zwischenstück

) und über mehrere über den Umfang verteilte Düsen 21. Die Düsen sind abwärts geneigt, um einem Rückstau und zu starker Turbulenz in diesem Bereich entgegenzuwirken. Nach Passieren

a erfindungsgemäßen Wäschers geht der Gasstrom von unten nach oben durch den Waschturm 22 und wird im Gegenstrom mit Suspension besprüht. Hierbei erfolgt eine sehr weitgehende Abscheidung des feinteiligen Oxids.

Zur V> rttnschaulichung der Erfindung dient das folgende Beispiel j

Im Reaktor wurde dampfförmiges TiCl., das soviel AIpO, enthielt, daß das sich bildende TiO₂ 1 Gew.-^ Al₂O, (bezogen auf TiO₂) enthielt, mit heißem sauerstoffhaltigen Gas umgesetzt.

Dazu wurde das TiCl, zunächst verdampft, dann erhitzt und nach Zumischung dee Al₂O,-Dampfes mit 470⁰C über eine Mischvorrichtung in den Reaktor eingefahren. Gleichzeitig wurde ein ca. 1820⁰C heißes 0₂/C0₂-Gemisch senkrecht zum TiCl.-Strom eingefahren. Der Sauerstoff wurde mit 30 i» Überschuß, bezogen auf die Stöchiometrie, eingesetzt. Die theoretische Mischtemperatur des Reaktionegemisches (also ohne Berücksichtigung der Reaktionswärme) betrug 946⁰C.

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Nach erfolgter Reaktion trat folgendes Gemisch aus dem Reaktor aus:

244 Nm /h Reaktionsgas mit 200 kg/h TiO₂: as Gas enthielt 77,0 VoI-Ji Chlor, 12,6 VoI-Ji CO₂ und 10,4 ol-# O₂.

Dieses Reaktionsprodukt trat bei 1 in die erfindungsgemäße Vorrichtung ein. Der Durchmesser an dieser Stelle betrug 20 cm.

Das heiße Gas hatte bei Austritt aus dem porösen Rohr 8 in den konischen Teil 12 eine mittlere Geschwindigkeit von ca. 14,6 m/sec. Das poröse Eineteckrohr mit einem Durchmesser von 20 cm und einer Länge von 44 cm wurde mit 60 Nnr/h Kalt- \ gas beaufschlagt. Zur Aufrechterhaltung des rotierenden Wasserfilms in konvergierenden Teil des Wäschers wurden durch zwei tangential angestellte Düsen insgesamt 7,5 m /h Suspension eingefahren.

Die Temperatur des Gas/Suspensions-Gemisches hinter dem Wäscher lag im Bereich 55-6O⁰C (ohne Berücksichtigung des Wasserdampfes betrug die mittlere Gasgeschwindigkeit nach der Abkühlung im zylindrischen Teil ca. 4,5 m/sec). Die Temperatur der Suspension wurde im Kreislauf vor Eingang in den Kühler gemeeeen und bewegte sich dort im Bereich zwischen 45 und 55⁰C; hinter dem Kühler lag die Temperatur bei ca. 40⁰C.

Die Suspension wurde mit 20 $> !Feststoffgehalt im Kreislauf gefahren. Der HCl-Gehalt der Suspension stellte sich bei 11,4 g HCl/1 ein. Demnach betrug der Chlorverlust 0,92 #. Der Versuch wurde mehrere Tage störungsfrei gefahren. Nach Beendigung des Versuches wurde der Wäscher abgebaut und untersucht. Das poröse Eineteckrohr hatte nur einen sehr geringen Belag von trockenem, d. h. locker aufliegendem TiO₂* Alle von Suspension bespülten Teile waren frei von jeglichem Belag. Der Druckverlust in diesem Wäscher betrug 25-40 mm Wassersäule.

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Bei anderen Aueführungen des Überganges trocken/naß traten u. a. teilweise hohe Druckverluste, Versetzungen und hohe Druckschwankungen auf #

Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Wäschers dagegen war der Betrieb gleichmäßig und störungsfrei.

Das Produkt erwies sich in der Suspension als so gut verteilt, daß es ohne zusätzliche Maßnahme sofort einer Nachbehandlung zugeführt werden konnte.

Das dargestellte Verfahren weist eine ganze Reihe von Vorteilen auf:

Die Abschreckung der heißen Suspension mit Wasser oder flüssiger Suspension erfolgt schnell und wirkungsvoll. Am Übergang trocken/naß treten keine störenden Ansätze auf. Der Hauptteil der Wärme läßt sich durch die Kühlung der Suspension abführen. Die Raum-Zeit-Ausbeute für den Kühl- und Waschvorgang ist sehr groß, da der erfindungsgemäße Wäscher sehr klein dimensioniert sein kann.

Die Peststoffpartikel werden in der erfindungsgemäßen Vorrichtung schon teilweise abgeschieden, und die Abscheidung in nachgeβehalteten Apparaturen wird wesentlich verbessert.

Kennzeichnend sind weiterhin der geringe Druckverlust, mit dem dieser Wäscher betrieben werden kann, und das Fehlen störender Druckschwankungen.

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Claims (8)

1. Patentansprüche;

   (1,) Verfahren zum Abkühlen von heißen metalloxidhaltigen Reaktionsgasen, wie sie bei der Reaktion zwischen gasförmigen Metallhalogeniden und sauerstoffhaltigen Gasen entstehen, und Abscheiden der darin enthaltenen Feststoffteilchen durch Vermischung der heißen Reaktionsprodukte mit kaltem Gas, weiterer Abkühlung der Gas-Feststoffsuspension durch direkten Wärmeaustausch mit einer Flüssigkeit, Abscheiden der in der Gas-Feststoffsuspension enthaltenen Feststoffteilchen in Form einer Dispersion, dadurch gekennzeichnet, daß man der heißen Gas-Feststoffsuspension vor dem oder während des Durchströmens einer mit Gas bespülten porösen Strecke kaltes ^ Gas in solchen Mengen zumischt, daß die Gas-Feststoffsus- ™

   pension auf Temperaturen unter 800⁰C abgekühlt wird, anschli ■-. Send die Gas-Feststoffsuspension zur weiteren Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 10 - 100 m/sec zentral in einen konvergierenden Raum einleitet, dessen Wände mit einer Flüssigkeit bespült werden und dessen öffnungswinkel größer als 7° ist, und schließlich unterhalb des konvergierenden Teils in einer darauffolgenden elongierten Zone die Feststoffteilchen teilweise benetzt und anschließend durch Düsen eine Flüssigkeit bzw. eine wäßrige Dispersion einleitet und anschließend die so erhaltene Pigmentsuspension vom Endgas abtrennt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ™ zur Spülung des porösen Rohrstücks und zur Zumischung zum metalloxidhaltigen Reaktionsgas kaltes, entstaubtes Rückgas verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Wänden des konvergierenden Teils des Wäschers ein gleichmäßiger, mit Drall strömender Flüssigkeitsfilm vorhanden ist, der durch tangentiale Zufuhr der

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   Flüssigkeit in den Wäscher und/oder durch drallerzeugende Einbauten hergestellt wird.
4. 4. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit eine Suspension verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die zur Abschreckung und Auswaschung benutzte Suspension eine Suspension des entsprechenden Oxids ir. Wasser darstellt.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Suspension unter Kühlung im Kreislauf geführt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet« daß die Temperatur der umlaufenden Suspension zwischen 10 und 9O⁰C liegt.
8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-7» bestehend aus

   a) einem ganz oder teilweise porös ausgeführten Rohrstück 5, versehen mit Kühlvorrichtung 2, ringförmigem Verteilerraum 3 und Stutzen 4 für die Gaszufuhr

   b) einem zweiten Rohr 6, in das das obere Rohr zentral eingesteckt ist, mit einem konvergierenden oberen Teil 9 und einem zylindrischen Teil 11, wobei der öffnungswinkel des konvergierenden Teils größer als 7° ist,

   c) einem am oberen Ende des konvergierenden Teils angebrachten Ringspalt 10, einem oder mehreren Stutzen 7, gegebenenfalls mit drallerzeugenden Einbauten, für die Flüssigkeitszufuhr und

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   e) am zylindrischen Teil des Rohres 6 befindliche schräg nach unten gerichtete und in ihrer Strahlrichtung verstellbare Düsen 12.

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