DE2261083C3

DE2261083C3 - Verfahren zur thermischen Spaltung von Metallchloriden

Info

Publication number: DE2261083C3
Application number: DE2261083A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. Bierbach; Heinz Dipl.-Ing. Dittmar; Ernst Dipl.-Ing. Heinz; Klaus Dipl.-Ing. 6232 Neuenhain Hohmann; Rolf Prof. Dr.-Ing. 6231 Schwalbach Rennhack
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1972-12-14
Filing date: 1972-12-14
Publication date: 1979-05-31
Also published as: BR7309510D0; CA1008636A; FR2210439B1; JPS4996997A; AU6142573A; DE2261083A1; ES420737A1; DE2261083B2; SU518120A3; SE402448B; BE808643A; GB1456031A; FR2210439A1; JPS5644004B2; IT1002220B; ZA737992B

Description

( Wg in m/sec; ρ in g/cm³) ,.

gegebenen Wert

und die Höhe des Wirbelgutbettes im Ruhezustand entsprechend einem Druckverlust von 1200 bis 2400 mm WS, mindestens jedoch auf 350 mm, eingestellt wird. «ι

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallchlorid in einer Höhe bis 500 mm über dem Rost aufgegeben wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Spaltung von Metallchloriden unter Bildung von Chlorwasserstoff und Metalloxid in einer mit sauerstoffhaltigen Gasen fluidisierten Wirbelschicht, die durch Verbrennung von Heigas und/oder Heizöl auf einer Temperatur oberhsflb der Zündtemperatur des Brennstoffes und der Spalttemperatur der Metallchloride, aber unterhalb der Sintertemperatur des erzeugten Metalloxids gehalten wird, wobei die Metallchloride in einer Höhe unterhalb der Oberfläche der Wirbelschicht, aber mindestens 250 mm über dem Eintritt des Fluidisierungsmediums eingetragen werden und das Metalloxid zum überwiegenden Teil aus dem unterhalb der Aufgabestelle für das Metallchlorid liegenden Bereich der Wirbelschicht abgezogen wird.

Zahlreiche Metallchloride lassen sich thermisch in Metalloxide und Chlorwasserstoff spalten. Dabei kann der Eintrag des Metallchlorids in die jeweils in Betracht kommenden öfen in fester, schmelzflüssiger oder gelöster Form erfolgen. In vielen Fällen ist die thermische Spaltung der Metallchloride ein Glied in der Kette zur Produktion der Metalle aus Erzen, Erzkonzentraten oder hüttenmännischen Zwischenprodukten. Ein Spezialproblem der thermischen Spaltung ist die Aufarbeitung der beim Beizen mit Salzsäure anfallenden verbrauchten Beizbäder.

Neben Verfahren zur Regenerierung der BeizbUder, bei denen die in erster Linie aus der Eisen- und Stahlbeizung stammenden Beizflüssigkeiten in heiße Flammgase versprüht werden (US-PS 21 55 119; AT-PS, 2 45 901. 2 62 723, 2 70 683), haben sich insbesondere

4(1 Wirbelschichtverfahren durchgesetzt Bei ihnen kann die Beizsäure unmittelbar (DE-OS 15 46 164, 16 21 615, 16 67 180; US-PS 34 40 009) oder ein zuvor auskristallisiertes Metallchlorid in das Wirbelbett eingeführt werden (DE-OS 16 67 195).

Ein wesentlicher Vorteil der Wirbelschichtverfahren ist die direkte Erzeugung eines granulatförmigen, abriebfesten, staubfreien Metalloxids von höchster Chloridreinheit. Im Gegensatz zu beispielsweise den Sprühröstverfahren, bei denen für die Spaltung eine nur Sekunden dauernde Verweilzeit gewährleistet ist, haben die Feststoffpartikel beim Wirbelschichtverfahren eine viele Stunden dauernde, die vollständige Spaltung und Entstehung eines grobkörnigen Metalloxidprodukts gewährleistende Verweilzeit.

Der Vorteil der vollständigen Spaltung des Metallchlorids war für die Einführung der Wirbelschichtverfahren verantwortlich. Dabei ließen sich in der Praxis bislang gewisse Nachteile nicht vermeiden. Bei mit Sand als Wirbelgut arbeitenden Wirbelschichtverfahren entstanden überwiegend feinkörnige Metalloxide, die mit den Spaltgasen aus dem Wirbelschichtofen ausgetragen wurden. Sie sind in trockener Form nur schwer abscheidbar. Die Abscheidung mit Naßwäschern hat den Nachteil, daß ein Schlamm entsteht, der nur schwierig in bestehende Aufarbeitungsgänge einzugliedern ist.

Bei mi» Metalloxid betriebenen Wirbelschichtverfahren zur Spaltung von Metallchloriden trat bei kontinuierlichem Betrieb über mehrere Tage ein starkes Kornwachstum auf, das für eine starke Verminderung der Turbulenz in der Wirbelschicht verantwortlich ist. Parallel zum starken Kornwachstum erfolgt die Bildung relativ großer Hohlräume, in denen eine teilweise Spaltung geschieht. Im Ergebnis entsteht auch hierbei aus dem eingetragenen Metallchlorid staubförmiges Oxid.

Sowohl den mit Sand als auch den mit Metalloxid als Inertmaterial betriebenen Wirbelschichtverfahren ist gemeinsam, daß der Staub im nachgeschalteten Hochltistungsnaßabscheider, in dem die heißen Abgase durch direkte Berührung mit der Metallchloridlösung gekühlt werden und diese gleichzeitig aufkonzentriert wird, beim Wiederauflösen zu einem starken Anstieg des Metallgehaltes führt. Dadurch wird die Leistung und somit die Wirtschaftlichkeit der Anlage stark vermindert. Im Extremfall kann der Anteil an ungelöstem Oxidstaub so groß werden, daß Betriebsstörungen auftreten.

Mit dem Ziel, der Entstehung größerer Feinkornmengen zu begegnen, ist bekannt, den mit den Spaltgasen ausgetragenen und in einem Zyklon abgeschiedenen Staub wieder in die Wirbelschicht zurückzuführen (DE-OS 16 67 180). Dadurch konnte die Situation jedoch nur geringfügig verbessert werden. Eine Steuerung des Kornwachstums innerhalb bestimmter Korngrenzen war nicht möglich, da der größte Teil der eingebrachten Feinanteile die Wirbelschicht wieder verließ, ehe es zu dem gewünschten Wachstum kam.

Eine Steuerung des Kornwachstums und damit ein einwandfreier Betrieb der Anlage über einen längeren Zeitraum sind auch bei dem Verfahren der US-PS 34 40 009 nicht erzielbar. Hierfür ist - wie die zur Konzeption der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuche gezeigt haben — der bei der Ausführung des Verfahrens verwendete Wirbelzustand verantwortlich. Die zur Fluidisierung der Wirbelschicht verwendeten Gasmengen führen zu einer Wirbelgasgeschwindigkeit

(im Sinne der Definition der Erfindung), die zu hoch ist Auch Hegt die Höhe des Wirbelgutbettes im Ruhezustand und damit der Druckverlust der Wirbelschicht bei unzulässig großen Werten.

Aufgabe der Erfindung ist, die bekannten Nachteile zu ■-, vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, das neben seiner Betriebssicherheit die Herstellung eines abriebfesten, granulatförmigen, staubfreien Metalloxids von höchster Chloridreinheit gewährleistet, ohne daß die Wirtschaftlichkeit verschlechtert wird. ι ο

Die Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren der eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung derart ausgestaltet wird, daß die auf den Querschnitt des leeren Reaktors bezogene Wirbelgasgeschwindigkeit auf einen durch die Beziehung ι -,

Wf,=(0,34bisO,56)_e<«>
(Wc in m/sec.; ρ in g/cm³)

gegebenen Wert

und die Höhe des Wirbelgutbettes in. Ruhezustand _>n entsprechend einem Druckverlust von J 200 bis 2400 mm WS mindestens jedoch auf 350 mm, eingestellt

In der für das Gelingen des Verfahrens wesentlich verantwortlichen Wirbelgasgeschwindigkeit ist Wc die r, Geschwindigkeit in m/sec. des Gases, das letztlich durch Verbrennung des Heizöles und/oder Heizgases, Verdampfung evtl. eingetragenen Wassers und chemische Reaktion mit dem Metallchlorid entstanden ist.

ρ ist die Dichte des reinen Wirbelgutes in g/cm³. si ι

Das die Wirbelgasgeschwindigkeit definierende Merkmal zeigt, daß Metallchloride, deren Oxide eine höhere Dichte aufweisen, bei der Spaltung eine höhere Wirbelgasgeschwindigkeit erfordern als Metallchloride von Oxiden mit geringerer Dichte. Für beispielsweise r, FejOj mit einer Dichte von 5,25 g/cm¹ beträgt die Wirbelgasgeschwindigkeit 13—2,5 m/sec.

Der Druckverlust in der Wirbelschicht ist gleich dem auf die Querschnittseinheit des Wirbelschichtreaktors bezogenen Gewicht des Wirbelgutes (vgl. z. B. Chem. w Ing. Technik 24 (1952) S. 66) und damit auch gleich dem Produkt aus Schüttdichte des Wirbelgutes und Höhe des Wirbelgutbettes im Ruhezustand. Der Druckverlust kann angegeben werden in mm Wassersäule gemäß

de[mm(WS] = Höhe [mm] χ Schüttdichte [g/cm³] ^4>

Bei einem bestimmten Druckverlust innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches ist also bei der Herstellung eines Metalloxides mit hoher Schüttdichte die Höhe des ruhenden Wirbelgutbettes geringer als bei w Herstellung eines Metalloxides mit geringer Schüttdichte. Spaltprozesse für Chloride solcher Metalle, deren Oxide eine hohe Schüttdichte besitzen, werden mithin mit vergleichsweise geringerer Höhe des Wirbelgutbettes durchgeführt. τ,

Bei der Spaltung von beispielsweise Eisenchlorid wird Eisenoxid gebildet, dessen Schüttdichte — wie in den Beispielen gezeigt 3,2 bis 3,5 bzw. 3,0 bis 3,5 g/cm³ beträgt. Die Höhe des Wirbelgutbettes (im Ruhezustand) ist daher auf ca. 350—750 nm einzustellen. bo

Es ist zweckmäßig, das gebildete Metalloxid der Wirbelschicht kontinuierlich zu entnehmen. Kontinuierlich ist hier nicht nur im Sinne eines ständig gleichmäßig fließenden Materialstromes verstanden, sondern als Austrag von Metalloxid in der Weise, daß Schwankun- _h··, gen in der Höhe der Wirbelschicht minimal sind. Es kann also auch ein periodischer Austrag, dann allerdings mit sehr kleinen Zeitintervalle!!, vorgenommen werden.

Das Metallchlorid wird vorzugsweise in einer Höhe bis 500 mm über der Rostoberfläche aufgegeben.

Eine besonders deutlich herausragende Eigenart des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß es bei der thermischen Spaltung mit, bezogen auf bekannte Wirbelschichtverfahren, geringer Betthöhe arbeitet. Bei Eintrag des Metallchlorids, insbesondere der Metallchloridlösung, unter der Oberfläche der Wirbelschicht, also des wirbelnden Bettes findet die Reaktion zu Metalloxid praktisch ausschließlich in der Wirbelschicht statt Dabei verdampft der Hauptanteil des mitgeführten Wassers (Lösung oder Kristallwasser) sehr schnell. Die Restflüssigkeit legt sich in einer dünnen Schicht um die vorhandenen Körner, wobei das weitere Wasser verdampft und die Spaltung abläuft Das neu entstandene Oxid agglomeriert mit dem ursprünglichen Korn fest zusammen. Im Schliffbild eines Kornes sind deutlich die konzentrischen Schalen des Kornaufbaues zu erkennen. Reicht allerdings die Oberfläche der vorhandenen Körner nicht mehr für eine vollständige Anlagerung ^us, so erfolgt die Spaltung zum Teil in den Zwischenräumen der einzelnen Körner, und es entsteht Staub, der aus der fluidisierten Wirbelschicht ausgetragen wird.

Aufgrund dieser Erscheinung war anzunehmen, daß die bislang benutzte Betthöhe zu vergrößern und so bei konstantem Reaktordurchmesser und konstanter Produktion auch die mittlere Aufenthaltszeit eines Feinkcrnpartikels zu vergrößern sei. Die Betriebsergebnisse widersprachen allerdings dieser Überlegung. Mit der Erhöhung der Wirbelschicht trat ebenfalls ein starkes Wachsen der Oxidkörner auf. Teilweise erfolgte das Wachsen der Körner so stark, daß es im unteren Bereich der Wirbelschicht zu Anbackungen kam und gegebenenfalls eine Reduktion des Oxids intolge örtlicher Anwesenheit eines großen Brennstoffüberschusses stattfand. Außerdem war die Bildung eines Staubes mit einer derartigen Feinheit zu beobachten, daß eine Abscheidung im nachgeschalteten Zyklon und eine Rückführung in die Wirbelschicht nicht mehr möglich waren. Der Versuch, die Störungen durch Erhöhung der Anströmgeschwindigkeit zu kompensieren, hatte zur Folge, daß wegen des größeren Lockerungszustandes der Wirbelschicht ein stärkerer Austrag der gebildeten Metalloxide mit den Spaltgasen und damit eine stärkere Belastung der Abscheide- und Absorptionsvorrichtung auftrat.

Entgegen der Erwartung wurde jedoch gefunden, daß bei Verringerung der Betthöhe und bei Einhaltung einer bestimmten Eintragshöhe des Metallchlorids und einer bestimmten Wirbelgasgeschwindigkeit ein Metalloxid mit Korngrößen innerhalb relativ enger Grenzen auch bei einem kontinuierlichen Betrieb über lange Zeit erhalten wird. Die bei der Spaltung zweifelsohne primär entstehenden Feinkornpartikel sind entweder bereits so groß, daß sie direkt in der Wirbelschicht verbleiben und wachsen oder sich im nachgeschalteten Zyklon abscheiden und zur Agglomeration wieder zuführen lassen, bis sie ausreichend gewachsen sind. Es ist gewährleistet, daß nahezu das gesamte neu gebildete Metalloxid am Kornwachstum teilnimmt. Dabei werden die während des Betriebes abgezogenen Körner immer wieder durch neue, in der Wirbelschicht gebildete Feinkornpartikel ersetzt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren spaltbaren Metallchloride können hydrometallurgischen Laugungsprozessen entstammen. Hierbei handelt es sich vorwiegend um Chloride der Metalle Eisen, Nickel, Kobalt, Aluminium, Magnesium, Mangan und Chrom.

Besonders geeignet ist das Verfahren für die Spaltung von Eisenchlorid, insbesondere für die Regenerierung von Beizbädern.

Das Metallchlorid kann in fester, schmelzflüssiger, gelöster oder suspendierter Form in die Wirbelschicht eingetragen werden.

Die Betriebstemperatur ist nach unten durch die Zündtemperatur des Brennstoffes und die Spalttemperatur des Metallchlorides begrenzt. Die obere Grenze ergibt sich im wesentlichen aus dem beginnenden Sintern des entstehenden Metalloxides. Für Eisenchlorid ist eine Temperatur um ca. 800⁰C ausreichend.

Die Erfindung wird anhand der Figur und der Beispiele näher und beispielsweise erläutert.

Die Figur zeigt das Fließschema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel der thermischen Spaltung eines in Form einer Lösung zugeführten Metallchlorides.

Die aufzuarbeitende Metallchloridlösung wird über Leitung 10 in den Venturiwäscher 3 gefördert und dort durch direkte Berührung mit den aus dem Wirbelschichtreaktor 1 über den Zyklon 2 strömenden Spaltgasen unter Ausnutzung der Abwärme vorkonzentriert. Anschließend wird die vorkonzentrierte Metallchloridlösung über die Leitungen 11 und 12 mittels einer Pumpe 7 in den Wirbelschichtreaktor 1 gefördert. In dessen Wirbelschicht aus den jeweiligen Oxidkörnern wird bei einer Temperatur im Bereich von ca. 700⁰C bis unterhalb Sintertemperatur der Oxidkörner das restliche Wasser verdampft und das Metallchlorid in Chlorwasserstoff und Metalloxid zersetzt.

Während des Betriebes wird entsprechend der Neubildung an Metalloxid eine äquivalente Menge direkt aus dem unteren Bereich der Wirbelschicht über ein Rohr 13 abgezogen, so daß die Wirbelschicht eine praktisch konstante Höhe behält Die für die chemische Reaktion benötigte Wärme wird durch Verbrennung von über Leitung 14 zugeführtem Brennstoff und über Leitung 15 zugeführter Luft geschaffen. Ein geringer Teil gegebenenfalls aus dem Wirbelschichtreaktor 1 ausgetragener Feinkornpartikel wird im Zyklon 2 abgeschieden und dem Reaktor direkt wieder zugeführt. so daß sie zu größeren Körnern wachsen können.

Die heißen Spaltgase, die den Zyklon über Leitung 16 verlassen, enthalten neben Chlorwasserstoff, Wasserdampf und Verbrennungsprodukten noch geringfügige Reste an feinstem Oxidstaub. Dieser wird in einem Hochleistungs-Venturiwäscher 3 bei gleichzeitiger Rückgewinnung der Abwärme durch Abkühlung der Spaltgase in direktem Wärmeaustausch mit der Metallchloridlösung ausgewaschen, im Abscheidegefäß 4 aufgelöst und dem Wirbelschichtreaktor 1 wieder zugeführt Ein Teil der Metallchloridlösung kann über Leitung 20 im Kreislauf gefahren werden. Aus dem Abscheidegefäß 4 strömen die abgekühlten Gase über Leitung 17 in einen Absorber 5, in dem mit über Leitung 18 eingeleitetem Frischwasser oder Spülwasser durch eine adiabatische Absorption die entsprechende Säure wiedergewonnen wird. Die Säure wird über Leitung 19 abgezogen. Die aus dem Absorber 5 austretenden chlorwasserstoff-freien Brüden werden mittels eines Ventilators 6, der die gesamte Anlage unter Unterdruck hält, abgeleitet

Ausführungsbeispiel 1

In einer Betriebsanlage, deren zylindrischer Wirbelschichtreaktor eine Höhe von 4 m und einen Durchmesser von 1,8 m aufwies, wurde eine Eisenchloridlösung

gespalten. Die der Anlage in einer Menge von 1,5 mVh zugeführte Lösung enthielt 150 g Fe/I.

Die Wirbelgasgeschwindigkeit der aus der Verbrennung, Verdampfung und chemischer Umwandlunp resultierende Gase betrug 1,97 m/sec, bezogen auf der Querschnitt des leeren Wirbelschichtreaktors. Die Höhe des aus FejOj gebildeten Wirbelgutbettes im Ruhezustand betrug ca. 520 mm. Die Eisenchloridlösung wurde 400 mm über der Rostoberfläche eingetragen. Die Temperatur in der Wirbelschicht wurde auf ca. 800⁰C konstant gehalten.

Das durch Spaltung erzeugte Eisenoxid war praktisch staub- und chloridfrei. Das Kornspektrum, das sich au; der nachstehenden Tabelle ergibt, war derartig, daß det Wirbelschichtbetrieb kontinuierlich über lange Zeil aufrechterhalten werden konnte, ohne daß Änderungen der Betriebsbedingungen vorgenommen werden mußten. Die Schüttdichte des stündlich in Mengen vor 320 kg erzeugten und in ca. 30 min. Abständer ausgetragenen Eisenoxids betrug über die gesamte Betriebskampagne 3,2 bis 3,5 g/cm³ und der Druckverlust mithin 1664 bis 1820 mm Wassersäule.

Korn 0	Kornverteilung	(in Gew-%)	3,7	48	65	82	100
in mm	nach Betriebsstunden	2,5	0,4	0,3
	0	12,5	5,0	11,6	10,0	5,7
>1,6	11.3	92,7	47,9	23,9	10.3
1,6-1,0	62,5	1,9	1.3	3,1	14,3
1,0-0,63	7,5	—	8.9	39,9	61,2
0,63-0.4		30,0	23.1	8,5
0,4-0,2
<0,2

Ausführungsbeispiel 2

Ebenfalls zur Spaltung von Eisenchloridlösung diente ein Wirbelschichtreaktor von 4 m Höhe und 23 rc Durchmesser. Es wurden 4,5 mVh Eisenchloridlösung mit einem Gehalt von 109 g Fe/I der Anlage zugeführt Die aufkonzentrierte Eisenchloridlösung wurde 380 mm über der Rostoberfläche eingebracht.

Die Betthöhe, die im Ruhezustand 480 mm betrug wurde durch kontinuierlichen Abzug konstant gehalten Die Wirbelgasgeschwindigkeit bezogen auf den Querschnitt des leeren Wirbelschichtreaktors, war aul 2,17 m/sec. eingestellt die Temperatur in der Wirbelschicht auf ca. 800⁰C eingestellt.

Es wurden kontinuierlich 700 kg/h eines Oxids abgezogen, das wie im Fall des Beispiels 1 staub- und chloridfrei war und das nachfolgend aufgeführte, nahezu gleichbleibende Kornspektrum aufwies. Die Schüttdichte lag im Bereich von 3,2 bis 3,5 g/cm³, der Druckverlusl bei 1536 bis 1680 mm Wassersäule.

Die in das Beizbad eingebrachten Spurenelemente wie Calcium, Aluminium, Chrom und Mangan, konnten ohne Schwierigkeiten mit abgeschieden werden.

Korn 0
in mm

Kornverteilung (in Gew.-°/o)
nach Betriebsstunden

48

72

>1,68	3,4	5,4	3,3	2,4	1,9
1,68-1,0	32^	31,1	21,8	13,8	9,0
1,0-0,6	40,8	33,5	30,5	40,2	47,7
0,6-0,425	15,1	17,7	26,1	24,5	22,1
0,425-0,25	7,1	10,1	14,2	13,6	15,1
<0,25	1,4	Z2	4,1	5,5	4,2

Ausführungsbeispiel 3

In einer kleineren Betriebsanlage, deren Wirbelschichtreaktion eine Höhe von 4,0 m und einen Durchmesser von 0,5 m aufwies, wurde eine Nickelchloridlösung zersetzt.

Die Nickelchloridlösung wird in Mengen von 46,5 l/h mit einem Gehalt von 220 g Ni/1 der Anlage zugeführt. Die aufkonzentrierte Lösung wurde in einer Höhe von 500 mm über der Rostoberfläche eingebracht. Die Temperatur der Wirbelschicht war auf ca. 950° C, die Wirbelgasgeschwindigkeit, bezogen auf den Querschnitt des leeren Wirbelschichtreaktors, auf 2,14 m/sec. eingestellt. Die Höhe des Wirbelgutbettes im Ruhezustand betrug 620 mm.

Das nach dem Verfahren erzeugte Nickeloxid war staub- und chloridfrei, von gleichmäßig runder Form und zeigte das nachfolgend aufgeführte Kornspektrum. Die stündlich erhaltene Oxidmenge betrug 13 kg. Die Schüttdichte war 3,7—3,8 g/cm³, so daß der Druckverlust zwischen 2294 und 2356 mm Wassersäule lag.

Korn 0
in mm

Kornverteilung (in Gew.-°/o)
nach Betriebsstunden

46

1,2-0,6 25,0 50,5

0,6-0,23 74,0 49,3
<0,23 1,0 0,2

2,0 6,0

84,0 80,6

14,0 13,3

- 0,7

Ausführungsbeispiel 4

Es wurde das Beispiel 1 der DE-OS 16 67 180 mit den dort angegebenen Werten nachgearbeitet. Die Wirbeigasgeschwindigkeit betrug ca. 1,4 m/sea, die Höhe des Wirbelgutbettes im Ruhezustand ca. 1 m.

Bei diskontinuierlichem, d.h. tageweisem Betrieb, arbeitete das Verfahren einwandfrei. Bei einer kontinuierlichen, mit vorhergehenden Beispielen vergleichba-

ren Betriebsperioden kann es aber zu ernsthaften Betriebsstörungen, die sich in einer ungleichmäßigen Wirbelung, Entstehung von Anbackungen, erhöhtem Staubanfall und, damit verbunden, dem Austrag eines Produktes mit erhöhtem Chloridgehalt auswirkte.

Unter den sonst gleichen Bedingungen wurde die Wirbeigasgeschwindigkeit auf ca. 1,87 m/sec. erhöht und die Höhe des Wirbelgutbettes, bezogen auf den Ruhezustand, auf 0,6 m absenkt. Die Erhöhung der Wirbelgasgeschwindigkeit war mit einer Erhöhung der Fluidisierungsgasmenge von 180 NmVh auf 240 NmVh verbunden.

Gleichzeitig wurde die Leistung der Anlage erhöht, indem anstelle von 36,51 491 heißes, aufkonzentriertes Beizbad mit 180 g/I Fe pro Stunde in den Wirbelschichtreaktor aufgegeben wurde. Die öldosiening wurde von 11,9 kg/h auf 16 kg/h angehoben.

Aufgrund der vorstehend angegebenen, veränderten Betriebsbedingungen arbeitet die Anlage einwandfrei, ohne daß die früher beobachteten Störungen auftraten, insbesondere konnte ständiges Kornwachstum verhindert werden.

Es entstand ein Eisenoxid mit einer Schüttdichte im Bereich von 3,0 bis 3,5 g/cm³, so daß der Druckverlust 1800 bis 2100 mm Wassersäule betrug. Die prozentuale Kornverteilung ergibt sich aus der folgenden Tabelle.

Korn 0 in mm

Kornverteilung (in Gew.-%)
nach Betriebsstunden

72

108

>2,0
2,0-1,5
1,5-1,0
1,0-0,75
0,75-0,5
0,5-0,3
<0,3

2,1

24,3

38,9

12,2

19,7

2,7

0,1

7,1

39,0

42,3

6,4

3,9

1,3

2,0
5,8
12,6
26,5
12,2
16,7
24,2

1,1
6,8
19,0
23,5
37,4
12,2

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

#09 622/147

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur thermischen Spaltung von Metallchloriden unter Bildung von Chlorwasserstoff ^r, und Metalloxid in einer mit sauerstoffhaltigen Gasen fluidisierten Wirbelschicht, die durch Verbrennung von Heizgas und/oder Heizöl auf einer Temperatur oberhalb der Zündtemperatur des Brennstoffe!! und der Spalttemperatur der Metallchloride, aber unter- ι ο halb der Sintertemperatur des erzeugten Metalloxids gehalten wird, wobei die Metallchloride in einer Höhe unterhalb der Oberfläche der Wirbelschicht, aber mindestens 250 mm Ober dem Eintritt des Fluidisierungsmediums eingetragen werden und ι ϊ das Metalloxid zum überwiegenden Teil aus dem unterhalb der Aufgabestelle für das Metallchlorid liegenden Bereich der Wirbelschicht abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Querschnitt des leeren Reaktors bezogene m Wirbelgasgeschwindigkeit auf einen durch die Beziehung