DE7402846U - DEVICE FOR CARRYING OUT REACTIONS BETWEEN POWDER AND GAS MATERIALS - Google Patents
DEVICE FOR CARRYING OUT REACTIONS BETWEEN POWDER AND GAS MATERIALSInfo
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Description
KEG 1 DT G?-'X> Ivolkhoin, dnn 12. Mai 1977KEG 1 DT G? - 'X> Ivolkhoin, dnn May 12, 1977
MP--K er/Ar;MP - K er / Ar;
VARTA Batterie Aktiengesellschaft 3000 Hannover 21, Am Leineufer 51VARTA Batterie Aktiengesellschaft 3000 Hannover 21, Am Leineufer 51
Vorrichtung zur Durchführung von Reaktionen zwischen pulver- und gasförmigen StoffenDevice for carrying out reactions between powder and gaseous substances
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von Reaktionen zwischen pulver- und gasförmigen Stoffen, die ein Reaktionsgefäß besitzt, in welches die pulverförmigen Stoffe und ein Reaktionsgas einführbar sind,The innovation relates to a device for carrying out reactions between powdery and gaseous substances that a Has a reaction vessel into which the powdery substances and a reaction gas can be introduced,
Zur Durchführung von Reaktionen zwischen pulver- und gasförmigen Stoffen werden in der Technik insbesondere Röstofen, Drehrohrofen oder Wirbelbettanordnungen und Füllkörperkolonnen verwendet.To carry out reactions between powder and gaseous substances, roasting ovens, Rotary kiln or fluidized bed arrangements and packed columns are used.
Beim Röstofen wird das umzusetzende Pulver in relativ dicker Schicht auf einem Rost in diskontinuierlichen Verfahren behandelt. Wegen der großen Schichtdicken, die erforderlich sind, um ausreichend große Chargen zu verarbeiten, wird die Reaktionsführung, insbesondere bedingt durch die schlechte Diffusion uneinheitlich und die Prozesse erfordern eine lange Zeit. Die entstehenden Produkte sind aus diesem Grund in ihrer Struktur und ihren chemischen Eigenschaften uneinheitlich. In the roasting oven, the powder to be converted is treated in a relatively thick layer on a grate in a discontinuous process. Because of the large layer thicknesses required to process sufficiently large batches, the The conduct of the reaction, in particular due to the poor diffusion, is inconsistent and the processes take a long time Time. For this reason, the resulting products are not uniform in terms of their structure and chemical properties.
Drehrohrofen erlauben zwar einen höheren Durchsatz und kontinuierliche Ein- und Ausbringung, dennoch wird durch die ungleichmäßige Verteilung des umzusetzenden Pulvers an der Wandung des Reaktionsgefäßes ein nicht vollständig homogenes Produkt erzeugt. Die Kontaktmöglichkeit des Gases mit dem Pulver ist durch die innere Oberfläche und die Umdrehungsgeschwindig-Rotary kilns allow a higher throughput and continuous In and out, however, due to the uneven distribution of the powder to be converted on the wall of the reaction vessel produces a not completely homogeneous product. The possibility of the gas coming into contact with the powder is due to the inner surface and the speed of rotation
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keit des Heaktors begrenzt.capacity of the header is limited.
Umsetzungen in Wirbelbetten sind großtechnisch schwierig durchführbar, insbesondere dann, wenn es sich um Pulver geringer Korngröße, bzw. Pulver mit breitem Korngrößenspektrum handelt, da die Verweilzeit der Korngrößenfraktionen unterschiedlich ist und damit die Gefahr besteht, inhomogene Produkte zu erhalten.Implementations in fluidized beds are difficult on an industrial scale feasible, in particular when it is a powder with a small grain size or a powder with a wide range of grain sizes acts because the residence time of the grain size fractions is different and there is therefore the risk of inhomogeneous Products to receive.
Bei Umsetzung von Gasen an Festkörpern werden sogenannte Füllkörperkolonnen eingesetzt. Die Pulverschüttung befindet sich dabei in einem Behälter, der im allgemeinen von unten nach oben von Gas durchströmt wird. Solche Anordnungen können nur im Taktbetrieb diskontinuierlich betrieben werden und das Pulver muß bestimmte Korngrößen besitzen, um einen Gasdurchtritt zu ermöglich und andererseits den Diffusionsweg kleinzuhalten. Weiterhin können sich in den Schüttungen leicht Kanäle bilden, durch die das Gas durchbricht.When converting gases on solids, so-called packed columns are used. The bulk of powder is located is in a container through which gas generally flows from bottom to top. Such arrangements can only be operated discontinuously in cyclic operation and the powder must have certain grain sizes in order to achieve a To enable gas passage and on the other hand to keep the diffusion path small. Furthermore, can get in the debris easily form channels through which the gas breaks through.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung zur Durchführung von Reaktionen zwischen pulver- und gasförmigen Stoffen zu entwick·. In, in welcher homogene und hochaktive Produkte in einer möglichst kurzen Zeit erhalten werden.The innovation is based on the task of continuously working device for carrying out reactions between powder and gaseous substances to develop ·. In, in which homogeneous and highly active products can be obtained in the shortest possible time.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Reaktionsgefäß ein Vibrationswendelförderer mit gasdichter Ummantelung ist.This object is achieved in that the reaction vessel is a vibrating spiral conveyor with a gas-tight casing.
Der Vibrationswendelförderer besitzt Reaktionsgaszuführungsleitungen und Reaktionsgasabführungsleitungen und unterhalb des Wendelganges eine Heizvorrichtung, und im V/endelgang sind Durchmischungsvorrichtungen angeordnet.The vibratory spiral conveyor has reaction gas supply lines and reaction gas discharge lines and, below the spiral duct, a heating device, and in the V / end spiral duct Mixing devices arranged.
Die Vorrichtung gemäß der Neuerung ist insbesondere anwendbar bei der Herstellung von aktiven Metallpulvern und Katalysatoren, beispielsweise zur Herstellung von Oxidations-, Reduktions- oder Hydrierkatalysatoren sowie auch bei Herstellung aktiver Massen für galvanische Elemente im großtechnischenThe device according to the innovation is particularly applicable in the production of active metal powders and catalysts, for example for the production of oxidation, reduction or hydrogenation catalysts and also during production active masses for galvanic elements on a large scale
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i'aßstab.i'assstab.
Im folgenden wird anhand der Figuren 1 und 2 die neuerungsgemäße Vorrichtung näher erläutert.The device according to the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2.
In Figur 1 ist der Vibrationswendelförderer mit aufgeschnittener Ummantelung dargestellt, während in Figur 2 die Vorrichtung zur Durchmischung des pulverförmigen Ausgangsmaterials in verschiedenen perspektivischen Darstellungen angegeben ist.In FIG. 1, the vibratory spiral conveyor is shown with the casing cut open, while in FIG. 2 the device indicated in various perspective representations for mixing the powdery starting material is.
Der in seinem unteren Bereich einen Schwingungserzeuger, beispielsweise einen Schwingungsmagneten 7 oder einen Unwuchtmotor aufweisende Wendelförderer 1 besitzt eine gasdichte Ummantelung, welche aus zwei Doppelhalbschalen 8 besteht, deren Zwischenräume 2 mit Kieselgur zur Wärmeisolierung gefüllt sind. Dieser Mantel kann noch zusätzlich mit einer Glaswollmatte 9 umwickelt werden.In its lower area a vibration generator, for example a vibration magnet 7 or an unbalance motor having a spiral conveyor 1 has a gas-tight casing, which consists of two double half-shells 8, the spaces 2 of which are filled with diatomite for thermal insulation are. This coat can also be wrapped with a glass wool mat 9.
Sofern nicht Luft als Reaktionsgas verwendet wird, müssen vor der Inbetriebnahme des Vibrationswendelförderers dieser und die übrige Apparatur zunächst durch Durchleiten eines Stickstoffstromes luftfrei gemacht v/erden. Anschließend wird dann der Stickstoff durch Spülung mit dem Reaktionsgas verdrängt. Danach wird der erforderliche Reaktionsgasdruck eingestellt und der Reaktor auf die Reaktionstemperatur gebracht. Anschließend wird das pulverförmige Material über eine Dosierrinne von oben kontinuierlich in den Einfüllstutzen 10 des Wendelförderers gegeben. Das pulverförmige Material durchläuft den Wendelgang 4, der durchIf air is not used as the reaction gas, the vibratory spiral conveyor and The rest of the apparatus must first be made air-free by passing a stream of nitrogen through it. Then then the nitrogen is displaced by flushing with the reaction gas. The required reaction gas pressure is then set and the reactor is brought to the reaction temperature. Afterward the powdery material is continuously fed into the filler neck 10 of the spiral conveyor from above via a metering chute given. The powdery material runs through the spiral thread 4, which runs through
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eine unterhalb seines Bodens angebrachte Heizvorrichtung, beispielsweise Heizstäbe, beheizt oder durch Kühlräume gekühlt wird, und wird mit Hilfe von mehreren im Wendelgang angeordneten Durchmischungsvorrichtungen durchgemischt. Die sich von oben nach unten bewegende dünne Schicht des pulverförmigen Materials wird mit einem im Gegenstrom im Überschuß durch den Wendelförderer geleiteten Reaktionsgas, das über die Zuleitungen in verschiedener Höhe des Vibrationswendelförderers zugeführt wird, in Kontakt gebracht und umgewandelt. Das pulverförmige Material wird im unteren Teil des Wendelförderers über ein Austragsrohr 13 kontinuierlich abgeführt. Die gasförmigen Reaktionsprodukte werden mit dem Reaktionsgasstrom abgeleitet und von dem mitgerissenen feinen Pulverstaub befreit.a heater mounted below its bottom, for example Heating rods, heated or cooled by cold rooms, and is arranged in a spiral with the help of several Mixing devices mixed. The thin layer of powdery material moving from top to bottom is with a countercurrent in excess passed through the spiral conveyor reaction gas, which via the supply lines is fed at different heights of the vibratory spiral conveyor, brought into contact and converted. The powdery material is continuously discharged in the lower part of the spiral conveyor via a discharge pipe 13. The gaseous reaction products are diverted with the flow of reaction gas and freed from the fine powder dust that has been entrained.
Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Durchmischungsvorrichtung als im Wendelgang 4 angeordnete Umkehrbleche 6 auszubilden. Ein solches Umkehrblech 6 ist in Figur 2 in verschiedenen perspektivischen Darstellungen wiedergegeben und besitzt zwei voneinander durch einen Steg 61 getrennte Ebenen 62, 63, von denen die obere Ebene 62 in der Mitte des vom Pulver eingenommenen Querschnitts und die untere Ebene 63 vom Wendelgangboden längs des Steges 61 in Bewegungsrichtung des durchmischenden Pulvers ansteigen. Die obere Ebene 62 besitzt eine nach oben abgebogene, den Wendelgang 4 in Bewegungsrichtung des Pulvers abtrennende Kante 64 und zwischen dem Steg 61 und der Wand des Wandelganges 4 ist ein Zwischenraum angeordnet.It has proven to be particularly expedient to design the mixing device as reversing metal sheets 6 arranged in the spiral thread 4. Such a reversing plate 6 is shown in Figure 2 in various perspective representations and has two planes 62, 63 separated from one another by a web 61, of which the upper plane 62 is in the middle of the plane occupied by the powder Cross-section and the lower plane 63 from the spiral floor along the web 61 in the direction of movement of the mixing Increase powder. The upper level 62 has an upwardly bent spiral path 4 in the direction of movement of the powder separating edge 64 and between the web 61 and the wall of the walkway 4 a space is arranged.
Durch ein solches Umkehrblech 6 wird der Querschnitt der Schicht des pulveriTörmigen Materials waagerecht in zwei Hälften aufgeteilt, die auf der oberen Ebene 62 bewegte Pulverschichthälfte wird unter die leicht ansteigende untere Ebene 63 umgelenkt und die von der unteren Ebene 63 aufgenommene Schichthälfte fällt an einer Brechkante 65 auf die unterhalb dieser ankommende Pulverschichthälfte. By means of such a reversing plate 6, the cross-section of the layer of powdery material is divided horizontally into two halves, the powder layer half moved on the upper level 62 is deflected below the slightly rising lower level 63 and the layer half picked up by the lower level 63 falls at a breaking edge 65 onto the powder layer half arriving below this.
Anhand der Beispiele 2 bis 4 ist die Herstellung von einigen Katalysatoren sowie von aktiven Massen für galvanische Elemente mitExamples 2 to 4 show the production of some catalysts as well as active masses for galvanic elements with
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Hilfe des erfindungsgemr "3en Verfahrens näher erläutert.- 5 · ·
Using the inventive method explained in more detail.
Weiterhin können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auch andere chemische Reaktionen und Austauschreaktionen kontinuierlich durchgeführt werden. Solche Reaktionen sind in den Beispielen 5 und 6 näher erläutert.Furthermore, with the aid of the method according to the invention, other chemical reactions and exchange reactions can also be carried out continuously be performed. Such reactions are explained in more detail in Examples 5 and 6.
1. Herstellung eines Kupferchromit-Katalysators für selektive Hydrierungen, bei dem Luft als oxidierendes Gas verwendet wird1. Manufacture of a copper chromite catalyst for selective Hydrogenations using air as the oxidizing gas
In ammoniakalischer Lösung wird ein Doppelchromat durch Fällung aus Kupfernitrat mit Natriumchromat der ZusammensetzungIn ammoniacal solution, a double chromate is obtained by precipitation from copper nitrate with sodium chromate of the composition
fCu (NHv)oI (NH,,) o . (OrOj0 als feines Pulver erhalten. j c.\ 4 <- 4 c- fCu (NHv) oI (NH ,,) o . (OrOj 0 obtained as a fine powder. J c. \ 4 <- 4 c-
Das Pulver wird gründlich gewaschen und durch Trocknung weitgehend vom Wasser befreit. Anschließend wird das Pulver im Gegenstrom zu einem vorerhitzten Luftstrom bei 300 - 350° C und einer Schichtdicke von 10 - 20 mm kontinuierlich im Reaktionswendelförderer zersetzt. Dabei spielt sich folgende Reaktion ab:The powder is washed thoroughly and largely dried by drying freed from water. Then the powder is countercurrent to a preheated air stream at 300-350 ° C and a layer thickness of 10-20 mm is continuously decomposed in the reaction spiral conveyor. The following plays out Reaction from:
Luftair
. (NHj0 . (CrOj0 —
4 2 4 2 -3C . (NHj 0. (CrOj 0 -
4 2 4 2 - 3C
+ NH, + 4+ NH, + 4
(CrOj? -■> CuO(CrOj ? - ■> CuO
4 ά 300 - 35O0C 4 ά 300 - 35O 0 C
Die gasförmigen Reaktionsprodukte werden durch Kondensation (HpO) und Wasserwäsche (NH^) entfernt. Der Stickstoff wird mit dem Luftstrom naoh außen abgeblasen. Die Kerngröße kann 'je nach der Korngröße des Doppelchromates in weiten Grenzen variiert werden. Der in dieser V/eise hergestellte Katalysator ist besonders für selektive Hydrierung von Carbonylgruppen wirksam: Aldehyde und Ketone werden zu Alkoholen, Ester- und Carbonsäuren, desgleichen Amide zu Aminen reduziert.The gaseous reaction products are removed by condensation (HpO) and water washing (NH ^). The nitrogen will blown off with the air flow near the outside. The core size can 'can be varied within wide limits depending on the grain size of the double chromate. The catalyst prepared in this manner is particularly effective for selective hydrogenation of carbonyl groups: aldehydes and ketones become alcohols, esters and Carboxylic acids and amides reduced to amines.
2. Herstellung eines Nickel-Ti'ägerkatalysators für großtechnische Fetthärtungen2. Production of a nickel-Ti'ägerkatalysators for large-scale Fat hardening
Die Masse eines Ni-Trägerkatalysators besteht aus basischem Nickelcarbonat gefällt auf Kieselgur. Sie wird kontinuierlich in den Reaktionswendelförderer gegeben, und zwar bei einerThe bulk of a supported Ni catalyst consists of basic Nickel carbonate precipitated on kieselguhr. It is continuously fed into the reaction spiral conveyor at one
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Reaktionstemperatur zwischen 350 - 50Q° C und einer Schichthöhe zwischen 1-10 mm. Wasserstoffgas wird im Gegenstrom Im Überschuß (ca. 10-fache stöchiometriscLe Menge) geführt. Dabei wird der Wasserstoff auf die Reaktionstemperatur vor der Eingabe in den Reaktor vorerhitzt. Bei einer Verweilzeit zwischen 5-20 Minuten wird das basische Carbonat dann vollständig zu sehr fein verteiltem Nickel reduziert. Diese endotherme Reaktion verläuft nach folgenden Gleichungen:Reaction temperature between 350 - 50 ° C and a layer height between 1-10 mm. Hydrogen gas is fed in countercurrent in excess (approx. 10 times the stoichiometric amount). The hydrogen is preheated to the reaction temperature before it is fed into the reactor. At a dwell time between 5-20 minutes the basic carbonate is then completely reduced to very finely divided nickel. These endothermic reaction proceeds according to the following equations:
350 - 500° C N1 . ο η ο Ni(OH)2 + H2 > Ni + 2 H2O350 - 500 ° C N1 . ο η ο Ni (OH) 2 + H 2 > Ni + 2 H 2 O
350 - 500° C
Ni CO, + H0 . S* Ni + CO0 + H0O350 - 500 ° C
Ni CO, + H 0 . S * Ni + CO 0 + H 0 O
Diese Reaktionen werden durch kurze Diffusionswege der gasförmigen Reaktanten und durch die schnelle Abfuhr des Reaktionswassers und des Kohlendioxids begünstigt. Außerdem ermöglicht die kontinuierliche Durchführung der Reduktion in einer dünnen Schicht eine sehr gleichmäßige Wärmezufuhr, und damit wird auch ein gleichmäßiges Produkt garantiert.These reactions are through short diffusion paths of the gaseous Reactants and favored by the rapid removal of the water of reaction and the carbon dioxide. Also enables the continuous implementation of the reduction in a thin layer a very even heat supply, and thus becomes a consistent product is also guaranteed.
Die im Wasserstoffstrom mitgeführten gasförmigen Reaktionsprodukte (CO2, H20-Dampf) werden durch Absorption bzw. Kondensation ohne Schwierigkeiten in Füllkörperkolonnen entfernt.The gaseous reaction products (CO 2 , H 2 O vapor) carried along in the hydrogen stream are removed without difficulty in packed columns by absorption or condensation.
Die nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten Katalysatoren weisen im Vergleich zu den nach konventionellen Verfahren ,hergestellten Katalysatoren 10 - 20 $ höhere Hydrieraktivitäten auf.The catalysts prepared by the above process Compared to the catalysts prepared by conventional processes, they have 10-20 $ higher hydrogenation activities on.
3. Herstellung eines elektrochemisch aktiven :Ti(0H)2-Pulvers (positive Masse für alkalische Akkumulatoren)3. Production of an electrochemically active: Ti (0H) 2 powder (positive ground for alkaline batteries)
Peinverteiltes Nickel(II)-oxalat (NiC2O.) (Korngröße > 50 /u) wird in einer Schichthöhe von 10 - 15 nun im Reaktionswendelförderer bei 150 - 200° C von oben nach unten gefördert. Wasserdampfgesättigte luft von ca. 2 atü Überdruck, die auf ca. 300° C vorerhitzt wird, wird im Gegenstrom zum Pulvertransport geführt. Es tritt eine Zerlegung (hydrothermaler Zerfall) des Nickeloxalats unter Bildung von feinvsrteiitem Nickelhy-Powdered nickel (II) oxalate (NiC 2 O.) (grain size> 50 / u) is now conveyed in a layer height of 10-15 in the reaction spiral conveyor at 150-200 ° C from top to bottom. Air saturated with water vapor at approx. 2 atm overpressure, which is preheated to approx. 300 ° C, is fed in countercurrent to the powder transport. A decomposition (hydrothermal decomposition) of the nickel oxalate occurs with the formation of finely divided nickel hy-
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ctroxid (Ni(OH)2) nach folgender Reaktionsgleichung ein: S ctroxid (Ni (OH) 2 ) according to the following reaction equation: S.
Luft t v
NiC2O4 + H2O >
Ni(OH)2 + CO2 + COAir t v
NiC 2 O 4 + H 2 O> Ni (OH) 2 + CO 2 + CO
•Die mit der Luft als Trägergas ausgetragenen gasförmigen Reaktionsprodukte CO2 und CO werden nach Überführung des CO durch katalytische Nachverbrennung nach außen als CO2 abgeführt . • The gaseous reaction products CO 2 and CO discharged with the air as the carrier gas are discharged to the outside as CO 2 after the CO has been transferred by catalytic post-combustion.
Das resultierende Nickelhydroxidpulver von einer Korngröße zwischen 2 - 5 /u hat sich besonders für den Einsatz als positive aktive Masse in alkalischen Akkumulatoren bewährt. Hervorzuheben ist, daß wegen der gleichmäßigen feinen Kornverteilung des anfallenden Hydroxids die in der Praxis üblichen langen Formationszeiten für Akkumulatoren von ca. 60 h auf 20 bis 25 h herabgesetzt werden. Schließlich können die Stromausbeuten, insbesondere bei Hochstromentladungen, wegen der höheren Oberfläche und der besseren Zugänglichkeit des Pulvers für die sich in der Elektrode abspielenden elektrochemischen Vorgänge beträchtlich gesteigert werden.The resulting nickel hydroxide powder with a grain size between 2 - 5 / u has proven particularly positive for use active mass in alkaline accumulators proven. It should be emphasized that because of the even, fine grain distribution of the resulting hydroxide the long formation times customary in practice for accumulators from approx. 60 h to 20 up to 25 h. Finally, the current yields, especially in the case of high-current discharges, because of the higher Surface and better accessibility of the powder for the electrochemical processes taking place in the electrode Operations can be increased considerably.
4. Herstellung von negativen, vorgeladenen Cadmiummassen mit metallischer Nickel-Leitmatrix für alkalische Akkumulatoren4. Production of negative, pre-charged cadmium masses with metallic Nickel conductive matrix for alkaline batteries
Ein f einteiliges Pulver (Korngröße.<10/u), bestehend aus einem Mischkristall aus 10 $ Nickelformiat und 90 % Cadmiumformiat, wird in einer Schichtdicke von 15 - 25 mm kontinuierlich bei 270 - 290° C im Reaktionswendelförderer von oben nach unten bewegt. Dem Pulverstrom entgegen läßt man auf die Reaktionstemperatur vorerhitztes Wasserstoffgas strömen. Die in diesem Temperaturbereich sich im Reaktor abspielenden Vorgänge können durch folgende als Teilreaktionen geschriebenen chemischen Umsatzgleichungen wiedergegeben werden:A one-part powder (grain size <10 / u), consisting of a mixed crystal of 10 $ nickel formate and 90 % cadmium formate, is continuously moved from top to bottom in a layer thickness of 15-25 mm at 270-290 ° C in the reaction spiral conveyor. Hydrogen gas, which has been preheated to the reaction temperature, is allowed to flow counter to the flow of powder. The processes taking place in the reactor in this temperature range can be represented by the following chemical conversion equations written as partial reactions:
Cd(HCO9)9 + H9 « —> Cd + 2 H9O + COCd (HCO 9 ) 9 + H 9 "-> Cd + 2 H 9 O + CO
* d * 270 - 290° C * * d * 270 - 290 ° C *
Ni (HCO9 )9 + H9 -> Ni + 2 H9O + CONi (HCO 9 ) 9 + H 9 -> Ni + 2 H 9 O + CO
ά 270 - 290 C from 270 - 290 C.
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:: AAAA
Ein weiteres Beispiel für die Behandlung von Gasen mit pul-^ f f verförmigen Pestkörpern ist die COg-Wäsche mit Molekularsieben. Molekularsiebe sind Substanzen mit einem großen Adsorptionsvermögen von Gasen und Dämpfen. Beim CO2 beträgt dieses Adsorptionsvermögen in manchen Fällen mehr als 15 Gew.$ bei Zimmertemperatur. Bei höheren Temperaturen, z.B. 150° C, wird der größte Teil des CO2 wieder abgegeben.Another example of the treatment of gases with powdered plague bodies is COg washing with molecular sieves. Molecular sieves are substances with a high adsorption capacity for gases and vapors. In the case of CO 2 , this adsorption capacity is in some cases more than 15% by weight at room temperature. At higher temperatures, for example 150 ° C, most of the CO 2 is released again.
Man kann diese Tatsache zur Entfernung von COp aus Reformer-Rohgasen benutzen. Ein derartiges Gas besteht zu 25 i° aus CO2 und zu 75 i° aus H0. Dieses Gas wird von unten einem Wendelförderer in einer Menge von 55 Nnr/h zugeführt. Im WendelgangThis fact can be used to remove COp from raw reformer gases. Such a gas consists of 25 % CO 2 and 75 % H 0 . This gas is fed from below to a spiral conveyor in an amount of 55 Nm / h. In the spiral aisle
ρ mit einer Wendelfläche von insgesamt 1 m fließt es auf einer Länge von 13m einer Granulatschüttung des Molekularsiebmaterials entgegen. Die pro Zeiteinheit durchgesetzte Menge des Molekularsiebes beträgt rund 180 l/h, entsprechend 275 kg/h, was bei einer Schichtdicke von 2 cm einer Verweilzeit von 6 Minuten im Wendelförderer entspricht. Das den Wendelfördcrer oben verlassene Gas enthält nur noch Bruchteile von Prozenten an CO2, während das unten dem Wendelförderer entnommene, beladene Molekularsieb mehr als 10 Gew.^fa CO2 enthält. Die Reakρ with a helical area of 1 m in total, it flows over a length of 13 m towards a bed of granules of the molecular sieve material. The amount of molecular sieve passed through per unit of time is around 180 l / h, corresponding to 275 kg / h, which corresponds to a dwell time of 6 minutes in the spiral conveyor with a layer thickness of 2 cm. The gas leaving the spiral conveyor at the top contains only a fraction of a percentage of CO 2 , while the loaded molecular sieve removed from the spiral conveyor at the bottom contains more than 10% by weight of CO 2. The Reak
tionstemperatur beträgt 25° C; die bei der Reaktion entstehende Wärme wii:d mit Hilfe von Kühlrohren am Wendelboden abgeführt .tion temperature is 25 ° C; the heat generated during the reaction wii : d dissipated with the help of cooling tubes on the spiral base.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, auch die Regenerierung des Molekularsiebes in einem Wendelföräerer durchzuführen. Zu diesem Zweck wird das Granulat oben zugeführt, während der Wendelgang auf 150° bis 2500C aufgeheizt ist. Von unten strömt Luft in den Wendelgang ein, die sich auf dem Weg nach "oben mit Kohlendioxid belädt. Dieses Verfahren ist deshalb besonders wirksam, weil es ein Gegenstromverfahren ist und die Endbeladung des Molekularsiebes wegen der geringen COp-Konzentration in der Luft vor dem Austritt des Pulvers aus dem Wendelgang sehr niedrig gehalten wird.It has proven to be expedient to also carry out the regeneration of the molecular sieve in a Wendelföräerer. For this purpose, the granules are fed to above, is heated during the helical gear to 150 ° to 250 0 C. Air flows into the spiral passage from below and is loaded with carbon dioxide on the way up. This process is particularly effective because it is a countercurrent process and the final loading of the molecular sieve is due to the low COp concentration in the air before it exits of the powder from the spiral path is kept very low.
Die beiden Wendelfördererregktoren für die Adsorption und ."De-The two spiral conveyor regulators for adsorption and. "De-
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sorption des COp sind zu einer Anlage mit geschlossenem MoIekrularsiebkreislauf vereinigt, die zweckmäßigerweise Vorrichtungen zur Zwischenspeicherung einer gewissen Uberscnußmenge des Molekularsiebgranulats enthält.sorption of the COp are to a system with a closed molecular sieve circuit combined, the expedient devices for the intermediate storage of a certain amount of surplus of the molecular sieve granules.
Das beschriebene Verfahren läßt sich bei nodifizierten Betriebstemperaturen auch zur Entfernung anderer Verunreinigungen aus Gasgeraischen, z.B. HpS, NEU, Benzol und Methanol, um nur einige zu nennen, verwenden. Als Molekularsiebe können in solchen Fällen auch vorteilhaft aktive Kohle, Pulver oder Granulate eingesetzt werden.The process described can be carried out at modified operating temperatures also to remove other impurities from gas equipment, e.g. HpS, NEW, benzene and methanol to name a few, use it. In such cases, active charcoal, powder or granules can also advantageously be used as molecular sieves can be used.
6. Nickelträgerkatalysatoren der in Beispiel 1 beschriebenen Art enthalten nach ihrem Einsatz in der Fetthärtung Nickel neben anderen Verunreinigungen. Im Zuge der Umwertverschmutzungsprobleme macht wegen des Nickelgehaltes die Lagerung derartiger Abfälle immer größere Schwierigkeiten. Deshalb sucht man nach Verfahren der Nickelrückgewinnung aus den Katalysatorabfällen,6. Supported nickel catalysts of the type described in Example 1 contain nickel in addition to their use in fat hardening other impurities. In the course of the environmental pollution problems makes the storage of such waste increasingly difficult because of the nickel content. That's why one looks for Process of nickel recovery from catalyst waste,
Es hat sich gezeigt, daß man nach Entfernung der HaUptfettmenge den alten Katalysator von Nickel befreien kann, indem man das Material in einem Wendelfördererreaktor bei etwas unter 100° C im Gegenstrom zu einem CO-Gasstrom führt. Dabei bildet si$ih Nickelcarbonyl als flüchtige Verbindung, die mit dem im Umlauf geführten CO aus dem Reaktor herausgetragen und bei 180 C in Nickelpulver und CO zersetzt wird. Auf diese Weise wird das Nickel als wertvolles, hochreines Material zurückgewonnen, und die Trägermasse, die unten aus dem Wendelförderer herauskommt, kann einer neuen Verwendung zugeführt werden.It has been shown that, after removing the amount of main fat, the old catalyst can be freed from nickel by feeding the material in a spiral conveyor reactor at slightly below 100.degree. C. in countercurrent to a stream of CO gas. It forms nickel carbonyl as a volatile compound, which is carried out of the reactor with the circulating CO and decomposed at 180 ° C. into nickel powder and CO. In this way, the nickel is recovered as a valuable, high-purity material and the carrier mass that comes out of the bottom of the spiral conveyor can be put to a new use.
Eine weitere Gruppe von Verfahren, bei denen der Einsatz des Wendelf ördererreaktors zweckmäßig ist, sind katalytische Gasbehandlungsverfahren, bei denen nach einer gewissen Betriebszeit eine Regenerierung des Katalysators erforderlich ist. Als Beispiel sei die katalytische Behandlung von Erdgas- oder Erdölderivaten genannt, die in vielen Fällen zu einer Vergiftung des Katalysators durch Schwefelbestandteile führt. Hier ermöglicht der kontinuierliche Durchsatz des Katalysators durch den Reaktor dessen Regene-Another group of procedures in which the use of the helix Conveyor reactor is useful, are catalytic gas treatment processes, in which after a certain operating time Regeneration of the catalyst is required. An example is the catalytic treatment of natural gas or oil derivatives, which in many cases leads to the catalyst being poisoned by sulfur components. Here the continuous Throughput of the catalyst through the reactor whose regeneration
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rierung außerhalb des Reaktors bei sparsamster Verwendung innerhalb der Reaktoranlage. Dadurch wird der Einsatz dieser meist teueren Katalysatoren minimalisiert und somit die Kapitalbindung verringert.ration outside the reactor with the most economical use within the reactor system. This makes the use of this mostly Expensive catalytic converters are minimized and capital commitment is reduced.
Die Reihe von Beispielen für die Durchführung von Austau&chvorgängen im Wendelfördererreaktor könnte beliebig erweitert werden; es seien nur erwähnt die Trocknung kristalliner Pulver, bei denen die Bewegung im Wendelförderer der Neigung zum Zusammenbacken "entgegenwirkt. Das Rösten von sulfidischen Materialien ist ein Beispiel für die Behandlung von pulverförmigen Festkörpern mit Hilfe von Gasen, bei denen die Veränderung der Festkörper der Zweck des Prozesses is't.The series of examples of performing exchanges in the spiral conveyor reactor could be expanded at will; only mention should be made of the drying of crystalline powders, in which the movement in the spiral conveyor counteracts the tendency to cake ". Roasting of sulphidic materials is a Example for the treatment of powdery solids with Help of gases where changing the solids is't the purpose of the process.
Den Beispielen ist zu entnehmen, daß mit Hitfe des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere aktive Metallpulver mit sehr guten Kennwerten hergestellt werJen können.The examples can be seen that with Hitfe of the invention Process, in particular, active metal powders with very good characteristics can be produced.
Dadurch, daß die Pulverkörner durch Vibration bewegt v/erden, wird ein Zusammenbacken verhindert und durch Vergrößerung eier Vibrationsamplitude kann auch schwer rieselfähiges Pul "er verarbeitet werden. Da das Gas im Überschuß zugeführt wird, wird das Gleichgewicht der chemischen Reaktion zugunsten des Endproduktes verschoben und damit die Verweilzeit des Pulvers im Vibrationswendelförderer verkleinert. Die bei den bisher bekannten Verfahren sich einstellenden Diffusionshemmungen werden durch die erfindungsgemäße Durchmischung mit Hilfe von Umkehrblechen und durch die Durchleitung des Reaktionsgases im Gegenstrom weitgehend verringert, und hierdurch können die bisher übl-ichen Verweilzeiten von einigen Stunden auf einige Minuten herabgesetzt werden.Because the powder grains are moved by vibration, is Prevents caking and by increasing the vibration amplitude Difficult free-flowing powder can also be processed. Since the gas is supplied in excess, the equilibrium is achieved the chemical reaction is shifted in favor of the end product and thus the residence time of the powder in the vibratory spiral conveyor scaled down. The diffusion inhibitions that occur in the previously known methods are eliminated by the method according to the invention Mixing with the help of reversing plates and by passing the reaction gas in countercurrent largely reduced, and as a result, the dwell times customary up to now can be reduced from a few hours to a few minutes.
Da erfindungsgemäß die Wärmezufuhr durch eine unterhalb des Bodens des Wendelganges angeordnete Heizvorrichtung sowohl von unten als auch von oben (durch Strahlung) und durch Konvektion infolge des Reaktionsgases erfolgt, wird eine sehr gleichmäßige Erwärmung des pulverförmigen Materials erreicht, und dies trägt wesentlich zu dem mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichbaren gleichmäßigen Endprodukt bei.Since according to the invention the heat supply through a below the floor of the spiral path arranged heating device both from below and from above (by radiation) and by convection as a result of the Reaction gas takes place, a very uniform heating of the powdery material is achieved, and this contributes significantly the uniform that can be achieved with the aid of the method according to the invention End product at.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3778986A4 (en) * | 2018-04-03 | 2021-12-15 | Industry Foundation of Chonnam National University | Deposition apparatus capable of applying powder particles, and method for applying powder particles |
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1974
- 1974-01-29 DE DE7402846U patent/DE7402846U/en not_active Expired
Cited By (2)
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EP3778986A4 (en) * | 2018-04-03 | 2021-12-15 | Industry Foundation of Chonnam National University | Deposition apparatus capable of applying powder particles, and method for applying powder particles |
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