EP4126326A1 - Process gas dividing system and use of the process gas dividing system - Google Patents

Process gas dividing system and use of the process gas dividing system

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Publication number
EP4126326A1
EP4126326A1 EP21715547.2A EP21715547A EP4126326A1 EP 4126326 A1 EP4126326 A1 EP 4126326A1 EP 21715547 A EP21715547 A EP 21715547A EP 4126326 A1 EP4126326 A1 EP 4126326A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
process gas
outlet
inlet
gas outlet
distributor
Prior art date
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Pending
Application number
EP21715547.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Ohlendorf
Arne TEIWES
Louis Friedrich
Michael Jacob
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Glatt Ingenieurtechnik GmbH
Original Assignee
Glatt Ingenieurtechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Glatt Ingenieurtechnik GmbH filed Critical Glatt Ingenieurtechnik GmbH
Publication of EP4126326A1 publication Critical patent/EP4126326A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002—Nozzle-type elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
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    • B01J4/008—Feed or outlet control devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J2204/005—Aspects relating to feed or outlet devices; Regulating devices for feed or outlet devices the outlet side being of particular interest
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    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
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    • B01J2219/0869—Feeding or evacuating the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2469—Feeding means
    • B01J2219/247—Feeding means for the reactants

Definitions

  • the invention relates to a process gas divider system
  • a process gas divider device with a process gas inlet having a process gas inlet inlet, a process gas inlet outlet, a process gas inlet longitudinal center axis and a process gas inlet cross-sectional area, with a process gas distributor longitudinal center axis, a process gas distributor cross-sectional area
  • Process gas distributor inlet arranged on a first end face and a plurality of process gas distributor outlets arranged on a second end face having process gas distributors, and with a number of process gas outlet units corresponding to the plurality of process gas distributor outlets, each process gas outlet unit having a process gas outlet inlet, a process gas outlet outlet -Longitudinal central axis and a process gas outlet-
  • Systems for distributing a process gas flow have been known since Lan gem.
  • the object of the invention is therefore to provide a process gas divider system, the process gas stream flowing into the process gas divider system being optimally divided into individual process gas substreams.
  • This object is achieved in a process gas divider system of the type mentioned at the outset in that the process gas outlets of the process gas outlet units arranged on the second end face are evenly distributed in the circumferential direction, each process gas outlet longitudinal center axis of the process gas outlets over the same radial distance from the process gas distributor longitudinal center axis and each process gas outlet has the same process gas outlet cross-sectional area.
  • the advantageous geometric configuration of the process gas divider system ensures that the same process gas outlet cross-sectional areas, the same radial distances between the process gas outlets and the process gas distributor longitudinal center axis and the same flow profiles in the process gas divider system are established. In this way, in the process gas divider system, an optimal uniform distribution of the process gas entering the process gas divider system via the process gas inlet to the large number of process gas outlets is achieved.
  • the process gas outlets have the same length as one another. Due to the mutually equal With the lengths of the process gas outlets, a further equalization of the flow profiles and the pressure loss generated over the process gas divider system is achieved.
  • the process gas divider system According to an additional advantageous development of the process gas divider system, the process gas
  • Divider system a flow channel system forming flow channels, each process gas outlet expediently having a flow channel.
  • the flow channel system provides the connection to a reactor of a reactor system that has a reaction space.
  • the flow channels are preferably designed as a pipe or hose connection. This enables, for example, a very flexible connection of the reactors. More preferably, each flow channel is arranged downstream of a process gas outlet on the latter.
  • the flow channels particularly preferably have the same length as one another. The same length of the flow channels of the flow channel system has the effect that each flow channel has the same pressure loss and thus the same optimal flow profiles are set in the respective flow channels.
  • At least one fitting is arranged in each of the flow channels after a flow channel path, the at least one fitting arranged in the flow channels being the same and the flow channel path being the same length.
  • the fittings are preferably designed as continuous gas volume flow controls. Is preferred as a valve z. B. a slide valve, a control valve, a control valve, an adjustable iris diaphragm or the like installed in the flow channels.
  • the aforementioned ten fittings have a high control accuracy of less than or equal to 3%, preferably less than or equal to 2%, particularly preferably less than or equal to 1% and most preferably less than or equal to 0.5%.
  • a distance projected onto the first or second end face of the process gas distributor between the process gas inlet longitudinal center axis and the process gas outlet longitudinal center axis of a process gas outlet is greater than or equal to the sum of the process gas inlet radius and the respective process gas outlet radius of a Process gas outlet. This ensures that the process gas is deflected in the process gas divider system.
  • the process gas flow travels a first deflection and a reduction in the process gas speed when passing from the process gas inlet to the process gas distributor and then a second deflection and an increase in the process gas speed when passing from the process gas distributor to the process gas outlet.
  • the process gas inlet cross-sectional area and each process gas outlet cross-sectional area of the process gas outlets are circular. This makes it possible to produce the process gas divider system simply by using cylindrical pipe sections with a different cross-sectional area.
  • a process gas inlet outlet area and a process gas distributor inlet area are designed to be the same size and congruent and / or a process gas distributor outlet area and a process gas outlet inlet area are designed to be the same size and congruent.
  • a diffuser is arranged between the process gas inlet and the process gas distributor and / or a nozzle is arranged between the process gas distributor and each process gas outlet.
  • the diffuser preferably widens continuously in the flow direction of the process gas and / or the nozzle tapers continuously in the flow direction of the process gas. More preferably, the diffuser and nozzle have a different length in their corresponding longitudinal center axis.
  • the process gas divider system in particular the process gas distributor, is designed as a cavity. That The process gas divider system is thus designed to be hollow on the inside, ie it is empty and, for example, no filter element or the like is arranged in it, so that the process gas can flow through the process gas divider system undisturbed.
  • the process gas divider system according to one of the preceding claims is preferably used in a reactor system for the production and / or treatment of particles in an oscillating process gas flow, in particular a pulsation reactor.
  • a process gas divider device is preferably arranged in the reactor system upstream of the at least one reactor, so that at least one process gas feed line designed as a flow channel is assigned to each reactor of the reactor unit.
  • Each process gas feed line preferably has a process gas volume flow control device.
  • Each process gas feed line is designed in particular in such a way that each flow channel between the process gas divider device and a reactor process gas inlet has a pressure loss where the pressure loss in each flow channel is essentially the same. The aforementioned measures ensure that the partial process gas flows are evenly distributed in the reactor system.
  • Figure 1 is a sectional view of a first embodiment of a preferred process gas divider system
  • FIG. 2 shows a plan view of the reference plane D of the first embodiment of the preferred process gas divider system, which is oriented normal to the longitudinal central axis of the process gas inlet
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of a second embodiment of a preferred process gas divider system
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a reactor system which uses the process gas divider system and is designed as a vibrating system.
  • the process gas divider system 1 comprises a process gas
  • Divider device 2 with a process gas inlet 3, with a process gas distributor 4 and with a plurality of process gas outlet units 5.
  • the process gas inlet 3 has a process gas inlet inlet 6, a process gas inlet outlet 7, a process gas inlet longitudinal center axis A-A and a process gas inlet cross-sectional area 8.
  • the process gas distributor 4 has a process gas distributor longitudinal center axis B-B, a process gas distributor cross-sectional area 9, a process gas distributor inlet 11 arranged on a first end face 10 and a plurality of process gas distributor outlets 13 arranged on a second end face 12.
  • Each process gas outlet unit 5 comprises a process gas outlet 17 having a process gas outlet inlet 14, a process gas outlet outlet 15, a process gas outlet longitudinal center axis CC and a process gas outlet cross-sectional area 16 and in particular a flow channel 18.
  • Flow channels 18 form a flow channel system 19.
  • each process gas outlet unit 5 has exactly one flow channel 18, each flow channel 18 being assigned to an individual process gas outlet 17 and being arranged downstream at precisely this process gas outlet 17.
  • the flow channels 18 are preferably designed as a pipe or hose connection.
  • the process gas inlet 3 is connected to the first end face 10 of the process gas distributor 4 and the second end face 12 of the process gas distributor 4 is connected to the process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 in such a way that a continuous flow path 21 is formed.
  • the number of one process gas outlet 17 corresponds to the process gas outlet units 5 with a large number of process gas distributor outlets 13.
  • the process gas divider system 1 requires the process gas PG flowing into the process gas divider 2 to be divided into partial process gas flows 22.
  • the process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 arranged on the second end face 12 are evenly distributed in the circumferential direction, with each process gas outlet longitudinal center axis CC of the process gas outlets 17 over the same radial distance 23 from the process gas distributor longitudinal center axis BB and each process gas outlet 17 the same Has process gas outlet cross-sectional area 16.
  • the first embodiment of the process gas divider system 1 has a process gas inlet 3, a process gas distributor 4 and a plurality of process gas outlet units 5, with the process gas divider system 1 as a cavity 60 is trained.
  • the process gas inlet longitudinal center axis AA corresponds in the first embodiment of the process gas divider device 2 of the process gas divider system 1 to the process gas distributor longitudinal center axis BB.
  • a process gas inlet outlet surface 24 and a process gas distributor inlet surface 25 are of the same size and congruent design, and on the other hand, a process gas distributor outlet surface 26 and a process gas outlet inlet surface 27 are designed to be the same size and congruent.
  • the process gas divider 2 comprises four process gas outlet units 5.
  • the number of process gas outlet units 5 is variable and can, for example, be two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, be eleven, twelve or more process gas outlet units 5, which are arranged on the process gas distributor 4 of the process gas divider 2.
  • the process gas outlets 17 of the four process gas outlet units 5 have the same length 28 and the corresponding flow channels 18, which are designed as hose connections, have the same length 29, so that the process gas outlet units 5 have the same length 30 as one another.
  • FIG. 2 a plan view of the reference plane D of the first embodiment of the preferred process gas divider system 1, which is oriented normal to the process gas inlet longitudinal center axis A-A, is shown.
  • the process gas inlet cross-sectional area 8 is larger than the process gas outlet cross-sectional area 16 of the respective process gas outlet 17 of the process gas outlet unit 5.
  • both the process gas inlet cross-sectional area 8 and each process gas outlet cross-sectional area 16 of the process gas outlet units 5 having the process gas outlets 17 are circular.
  • the four process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 arranged on the second end face 12 are arranged uniformly distributed in the circumferential direction.
  • the angle a between two process gas outlet units 5 is therefore 90 °.
  • Each process gas outlet longitudinal center axis C-C of the process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 has the same radial distance 23 from the process gas distributor longitudinal center axis B-B and each process gas outlet 17 has the same process gas outlet cross-sectional area 16.
  • the distance 31 projected onto the first end face 10 of the process gas distributor 4 between the process gas inlet longitudinal center axis AA and the respective process gas outlet longitudinal center axis CC of a process gas outlet 17 is greater than the sum of the process gas inlet radius 32 of the process gas inlet 3 and a respective process gas outlet radius 33 of the process gas outlet 17 is.
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of a second embodiment of a preferred process gas divider system 1.
  • the process gas divider device 2 of the second embodiment has a trumpet neck-shaped diffuser 34 between the process gas inlet 3 and the process gas distributor 4, which continuously widens in the flow direction of the process gas PG.
  • the corresponding process gas outlet unit 5 has a nozzle 35 which tapers continuously in the direction of flow of the process gas PG.
  • the diffuser 34 and the nozzles 35 have different lengths 61, 62 in their corresponding longitudinal center axes A-A and C-C. In contrast, the nozzles 35 have the same length 36 as one another.
  • the flow channels 18 of the flow channel system 19 are designed as pipelines.
  • a reactor system 38 for the production and / or treatment of particles P in an oscillating process gas flow expediently has the process gas divider system 1.
  • the process gas divider system 1 has a process gas divider device 2 with a process gas inlet 3 having a process gas inlet inlet 6, a process gas inlet outlet 7, a process gas inlet longitudinal center axis AA and a process gas inlet cross-sectional area 8, with a process gas inlet 3 having a process gas distributor longitudinal center axis BB, a process gas distributor cross-sectional area 9, a process gas distributor inlet 11 arranged on a first end face 10 and a plurality of process gas distributor outlets 13 having process gas distributor outlets 13 arranged on a second end face 12, and with a number of process gas outlet units 5 corresponding to the plurality of process gas distributor outlets 13, with each process gas outlet unit 5 comprises a process gas outlet 17 having a process gas outlet inlet 14, a process gas outlet outlet 15, a process gas outlet longitudinal center axis CC and
  • End face 12 of the process gas distributor 4 with the process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 are connected in such a way that a continuous flow path 21 is formed in each case, characterized in that the process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 arranged on the second end face 12 are arranged evenly distributed in the circumferential direction of the process gas distributor 4, each process gas outlet
  • the longitudinal center axis CC of the process gas outlets 17 has the same radial distance 23 from the process gas distributor longitudinal center axis BB and each process gas outlet 17 has the same process gas outlet cross-sectional area 16.
  • the process gas divider system 1 of the reactor system 38 is preferably designed in accordance with one of claims 2 to 15.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a reactor system 38, which uses the process gas divider system 1 and is designed as an oscillating system 37, for the production and / or treatment of particles in an oscillating process gas stream, in particular a pulsation reactor.
  • the reactor system 38 has a reactor unit 39, which is preceded by a process gas supply unit 40 and a process gas discharge unit 41 is connected downstream.
  • the reactor system 38 comprises a process gas delivery device 42 and a heating device 43.
  • the process gas PG flowing through the reactor system 38 enters the reactor system 38 via the process gas feed unit 40 and is delivered through the process gas delivery device 42 through the reactor system 38.
  • the process gas delivery device 42 is, for example, formed in particular as a radial fan, blower or compressor.
  • the process gas delivery device 42 can in particular be arranged in the process gas supply unit 40, the process gas discharge unit 41 or, alternatively, both in the process gas supply unit 40 and in the process gas discharge unit 41.
  • an arrangement of the process gas feed device 42 in the process gas feed unit 40 is shown.
  • the arrangement of the process gas delivery device 42 is adapted to the conditions to be set in the reactor system 38, in particular with regard to the shape, mass and density of the starting material.
  • the heating device 43 can be arranged upstream or downstream of a pulsation device 44.
  • An arrangement upstream of the pulsation device 44 is preferred, since the Schueinrich device 43 does not dampen a resonance pressure amplitude in the reactor system 38 in such an arrangement.
  • the arrangement of the heating device 43 determines the assignment of the heating device 43 to the reactor unit 39 or to the process gas supply unit 40.
  • a heating device 43 located upstream of the pulsation device 44 is the process gas supply unit 40, and a heating device 43 located downstream of the pulsation device 44 is the reactor unit 39 assigned.
  • the heating device 43 is preferably designed as a convective gas heater, as an electric gas heater, as a plasma heater, as a microwave heater, as an induction heater or as a radiation heater.
  • the heating device 43 is less preferably designed as a burner having a flame.
  • the process gas PG flowing through the reactor system 38 is heated or heated to a production and / or treatment temperature by the heating device 43.
  • the temperature for the production or thermal treatment of the at least one starting material is preferably between 100 ° C and 3000 ° C, preferably 240 ° C to 2200 ° C, particularly preferably 240 ° C to 1800 ° C, very particularly preferably 650 ° C to 1800 ° C, most preferably 700 ° C to 1500 ° C.
  • a pulsation having a pulsation frequency and a pulsation pressure amplitude is impressed on the process gas PG flowing through the reactor system 38 by means of the pulsation device 44.
  • the pulsation preferably has a pulsation pressure amplitude of 0.1 mbar to 350 mbar, particularly preferably from 1 mbar to 200 mbar, very particularly preferably from 3 mbar to 50 mbar, most preferably from 10 mbar to 40 mbar.
  • the pulsation frequency of the process gas PG can be set independently of the pulsation pressure amplitude.
  • the pulsation frequency of the process gas PG pulsing through the reactor system 38 due to the pulsation device 44 is also adjustable, preferably in the frequency range from 1 Hz to 2000 Hz, preferably between 1 Hz to 500 Hz, particularly preferably between 40 Hz and 160 Hz 44 is designed as a flameless pulsation device 44.
  • the pulsation device 44 is expediently designed as a compression module, in particular as a piston, or as a rotary valve or as a modified rotary lock.
  • the reactor 46 assigned to the reactor unit 39 and having a reaction space 45 is formed downstream of the process gas supply unit 40.
  • the reactor 46 assigned to the reactor unit 39 and having a reaction space 45 is formed.
  • the starting material is introduced into the pulsating process gas PG flowing through the reactor system 38 and the reactor 46 by means of a feed device 47.
  • the feeding device 47 is preferably designed for introducing liquids or solids into the reaction space 45 of the reactor 46.
  • Liquids or liquid raw materials (precursors) can be introduced into the reaction space 45, preferably as a solution, suspension, melt, emulsion or as a pure liquid.
  • the introduction of the liquid raw materials or liquids is preferably carried out continuously.
  • a feed device 47 such as spray nozzles, feed pipes or dropletizers is preferably used, which are designed as single or multi-substance nozzles, pressure nozzles, nebulizers (aerosol) or ultrasonic nozzles are.
  • the reaction chamber 45 of the reactor 46 preferably a feed device 47 such as a double flap, a rotary valve, a cycle lock or an injector .
  • the introduction of the starting material in the form of a liquid or a solid can take place in or against the flow direction of the process gas PG flowing through the reactor system 38.
  • the starting material is preferably used under Turning a carrier gas into the reactor system 38, preferably introduced into the reaction space 45 of the reactor 46.
  • the decision as to whether the starting material is introduced into the reactor system 38 in or against the direction of flow of the process gas depends largely on the shape, mass and density of the starting material at a set mean flow rate of the process gas PG. This also makes it possible to thermally treat starting materials that cannot be transported in the reactor system 38 by the process gas PG.
  • the starting material is thermally treated in the treatment zone of the reactor 46, preferably in the reaction space 45, so that the particles P to be produced, preferably the inorganic or organic nanoparticles, particularly preferably the nanocrystalline metal oxide particles, are formed.
  • the treatment zone is defined as the area in which the raw materials are thermally treated.
  • the process gas discharge unit 41 downstream of the reactor unit 39 comprises a separation device 48.
  • the separation device 48 in particular a filter, preferably a hot gas filter, very particularly preferably a hose, metal or glass fiber filter, a cyclone or a washer, separates the thermally treated Particles P from the hot process gas stream flowing through the reactor system 38 in a pulsating manner.
  • the particles P separated from the process gas stream are discharged from the separation device 48 and processed further. If necessary, the particles P thermally treated in the reactor system 38 are subjected to further post-treatment steps, such as suspension, grinding or calcination.
  • the unloaded process gas PG is discharged into the environment.
  • the residence time of one of the starting materials introduced into the reactor system 38, in particular into the reaction space 45 of the reactor 46 is between 0.1 s and 25 s. If necessary, partial removal of the process gas PG is also possible.
  • the reactor system 38 which has a static process gas pressure, is designed as an acoustic resonator 49, which has respective resonance frequencies that define a resonance state.
  • the process gas PG can form a gas column capable of resonance in the reactor system 38, so that the resonator 49 can be excited by the pulsation frequency and / or the pulsation pressure amplitude of the pulsation generated by the pulsation device 44 and, in the resonance state, the pulsation becomes a resonance frequency and a resonance pressure amplitude having resonance oscillation of the process gas PG can be amplified.
  • the process gas supply unit 40 and the process gas discharge unit 41 each include a pressure loss generating device 50 which generates a pressure loss, the pressure loss generating devices 50 being designed such that one of the resonance states of the resonator 49 can be set as desired.
  • the pressure loss generating devices 50 delimit a system 37 of the reactor system 38 that can oscillate or oscillate in the operating state, geometrically and with regard to the process gas volume of the gas column which is capable of resonance.
  • Generating devices 50 thus prevent the resonance oscillation from spreading via the pressure loss
  • the pressure loss generating devices 50 are arranged in the reactor system 38, in particular in the process gas supply unit 40 and the process gas discharge unit 41, so that they can be changed in their respective positions, wherein in the operating state the pressure loss generating devices 50 cannot be changed in their previously set position. This ensures that the system 37, which oscillates in the operating state, does not change.
  • the pulsation device 44 of the reactor system 38 is configured to adapt the pulsation frequency and / or the pulsation pressure amplitude of the pulsation to one of the resonance display frequencies of the resonator 49 so that the selected resonance state can be achieved.
  • the pulsation frequency or an integral multiple thereof is set in the vicinity of the resonance frequency of the resonator 49, so that the resonator 49 is excited and a resonance oscillation occurs in the oscillatable system 37.
  • the reactor system 38 in particular the process gas supply unit 40 and the process gas discharge unit 41, have a process gas control device 51.
  • the system 37 which is capable of oscillating or oscillating in the operating state, limits the pressure loss
  • Generating devices 50 are arranged within the process gas regulating device 51. Upstream of the reactor unit 39 is thus the process gas control device 51, upstream of the pressure loss generating devices 50 and downstream of the reactor unit 39, downstream of the pressure loss
  • the static process gas pressure in the reactor system 38 corresponds to the atmospheric pressure.
  • the properties of the acoustic resonator 49 can be influenced. Flow resistances, acoustic phenomena and changes in the material properties of the process gas as well as the raw material used in it can dampen the resonance oscillation. The energy expenditure for generating the resonance oscillation is increased accordingly and / or the controllability of the resonance oscillation is influenced.
  • the reactor system 38 can thus be adapted to the factors dampening the resonance pressure amplitude of the resonance oscillation.
  • a higher static process gas pressure changes the acoustic properties of the resonator 49, for example, to the effect that its resonance display frequencies shift. For this reason, the reactor system 38 can only be excited by impressing other pulsation frequencies on the process gas PG.
  • the reactor system 38 has a process gas cooling section 52, in particular a quenching device, which is used to stop the reaction taking place in the reactor system 38 at a certain point in time and / or to stop the process gas flow of a maximum permissible temperature of a subsequent separation device 48, in particular a Adjust filters.
  • the process gas cooling section 52 preferably the quenching device, is arranged here in the process gas discharge unit 41 upstream of the separation device 48 designed as a filter.
  • a cooling gas preferably air
  • the air mixed in via the process gas cooling section 52 can optionally be filtered or conditioned in advance, depending on the requirement.
  • an evaporating liquid e.g. solvents or liquefied gases, but preferably water.
  • the process gas cooling section 52 which is arranged in the reactor system 38 and designed as a quench device, can have internals or is installed in the reactor system 38 without internals.
  • Other gases such as. B. nitrogen (N2), argon (Ar), other inert or noble gases or the like can also be used as cooling gas.
  • volume flow control device 53 designed valve 54 be arranged.
  • the process gas volume flow control device 53 is preferably arranged downstream of the pulsation device 44.
  • flow channels 18 formed as process gas supply line 55 at least one fitting 54 is arranged after a flow channel path 56, the at least one fitting 54 arranged in flow channels 18 being identical to one another and flow channel path 56 being equally long to one another.
  • the process gas volume flow control device 53 is designed in particular as a sliding slide valve, control valve, control valve or controllable iris diaphragm.
  • the process gas volume flow control device 53 has a control accuracy of less than or equal to 3%, preferably less than or equal to 2%, particularly preferably less than or equal to 1% and most preferably less than or equal to 0.5%.
  • the process gas volume flow control which has a high level of control accuracy, is necessary in order to minimize or avoid feedback on the process gas volume flow caused by the resonance oscillation.
  • high control accuracies of the process gas volume flow are necessary when using a process gas divider system 1 having a process gas divider device 2, so that the system 37 which can oscillate or oscillates in the operating state can be operated in a stable manner.
  • a process gas divider system 1 comprising a process gas divider 2 is arranged upstream of the reactors 46, so that each reactor 46 of the reactor unit 39 has at least one process gas supply line 55 trained flow channel 18 is assigned.
  • the process gas dividing device 2 of the process gas dividing system 1 is preferably downstream of the pulsation device 44 arranged and each process gas supply line 55 has a process gas volume flow control device 53.
  • Each process gas supply line 55 is designed such that each process gas supply line 55 between the process gas divider 2 and a reactor inlet 57 has a pressure loss, the pressure loss in each process gas supply line 55 being essentially the same. This is achieved in that the process gas feed lines 55 designed as flow channels 18 of the flow channel system 19 in particular have the same length 29 and / or the same process gas feed line inside diameter and / or other identical fittings 54.
  • the process gas discharge unit 41 has at least one of the plurality of the plurality of reactors 46 corresponding to a plurality of flow channels 59 designed as process gas discharge lines 58, each process gas discharge line 58 having a pressure loss generating device 50.
  • the process gas discharge lines 58 are brought together and the particles P are separated from the process gas flow, preferably from the hot process gas flow, via the separation device 48.

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Abstract

The invention relates to a process gas dividing system (1) comprising a process gas dividing device (2) as well as to a use of a process gas dividing system (1) according to one of the preceding claims in a reactor system (38) for producing and/or treating particles (P) in an oscillating process gas flow, in particular in a pulsed reactor.

Description

Prozessgas-Teilersystem und Verwendung des Prozessgas- Process gas divider system and use of the process gas
Teilersystems Divider system
Die Erfindung betrifft ein Prozessgas-Teilersystem umfassend eine Prozessgas-Teilereinrichtung mit einem über einen Pro zessgaseinlaufeinlass, einen Prozessgaseinlaufauslass, eine Prozessgaseinlauf-Längsmittelachse und eine Prozessgasein- lauf-Querschnittsfläche verfügenden Prozessgaseinlauf, mit einem eine Prozessgasverteiler-Längsmittelachse, eine Pro zessgasverteiler-Querschnittsfläche, einen auf einer ersten Stirnfläche angeordneten Prozessgasverteilereinlass und eine Vielzahl an auf einer zweiten Stirnfläche angeordneten Pro- zessgasverteilerauslässen aufweisenden Prozessgasverteiler, und mit einer mit der Vielzahl der Prozessgasverteilerausläs se korrespondierenden Anzahl an Prozessgasauslaufeinheiten, wobei jede Prozessgasauslaufeinheit einen einen Prozessgas auslaufeinlass, einen Prozessgasauslaufauslass, eine Prozess- gasauslauf-Längsmittelachse und eine Prozessgasauslauf-The invention relates to a process gas divider system comprising a process gas divider device with a process gas inlet having a process gas inlet inlet, a process gas inlet outlet, a process gas inlet longitudinal center axis and a process gas inlet cross-sectional area, with a process gas distributor longitudinal center axis, a process gas distributor cross-sectional area Process gas distributor inlet arranged on a first end face and a plurality of process gas distributor outlets arranged on a second end face having process gas distributors, and with a number of process gas outlet units corresponding to the plurality of process gas distributor outlets, each process gas outlet unit having a process gas outlet inlet, a process gas outlet outlet -Longitudinal central axis and a process gas outlet-
Querschnittsfläche aufweisenden Prozessgasauslauf umfasst, und wobei der Prozessgaseinlauf mit der ersten Stirnfläche des Prozessgasverteilers und die zweite Stirnfläche des Pro zessgasverteilers mit den Prozessgasausläufen der Prozessgas- auslaufeinheiten so verbunden sind, dass sich jeweils ein durchgängiger Strömungsweg ausbildet. Systeme zum Verteilen einer Prozessgasströmung sind seit Lan gem bekannt. Comprises cross-sectional area having process gas outlet, and wherein the process gas inlet with the first end face of the process gas distributor and the second end face of the process gas distributor are connected to the process gas outlets of the process gas outlet units so that a continuous flow path is formed. Systems for distributing a process gas flow have been known since Lan gem.
Nachteilig an diesen Systemen ist, dass das Prozessgas durch die bereits bekannten Systeme nicht optimal in Prozessgas- teilströme aufgeteilt wird. The disadvantage of these systems is that the process gas is not optimally divided into partial process gas flows by the systems already known.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Prozessgas- Teilersystem bereitzustellen, wobei sich der in das Prozess- gas-Teilersystem einströmende Prozessgasstrom optimal in ein zelne Prozessgasteilströme aufteilt. Diese Aufgabe wird bei einem Prozessgas-Teilersystem eingangs genannter Art, dadurch gelöst, dass die auf der zweiten Stirnfläche angeordneten Prozessgasausläufe der Prozessgas auslaufeinheiten in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet sind, jede Prozessgasauslauf-Längsmittelachse der Prozessgas- ausläufe über den gleichen radialen Abstand zur Prozessgas verteiler-Längsmittelachse verfügt und jeder Prozessgasaus lauf die gleiche Prozessgasauslauf-Querschnittsfläche auf weist. Durch die vorteilhafte geometrische Ausgestaltung des Prozessgas-Teilersystems wird bewirkt, dass sich gleiche Pro- zessgasauslauf-Querschnittsflächen, gleiche radiale Abstände der Prozessgasausläufe zur Prozessgasverteiler- Längsmittelachse und gleiche Strömungsprofile im Prozessgas- Teilersystem einstellen. Hierdurch wird im Prozessgas- Teilersystem eine optimale Gleichverteilung des über den Pro- zessgaseinlauf in das Prozessgas-Teilersystem eintretenden Prozessgases auf die Vielzahl an Prozessgasausläufen er reicht . The object of the invention is therefore to provide a process gas divider system, the process gas stream flowing into the process gas divider system being optimally divided into individual process gas substreams. This object is achieved in a process gas divider system of the type mentioned at the outset in that the process gas outlets of the process gas outlet units arranged on the second end face are evenly distributed in the circumferential direction, each process gas outlet longitudinal center axis of the process gas outlets over the same radial distance from the process gas distributor longitudinal center axis and each process gas outlet has the same process gas outlet cross-sectional area. The advantageous geometric configuration of the process gas divider system ensures that the same process gas outlet cross-sectional areas, the same radial distances between the process gas outlets and the process gas distributor longitudinal center axis and the same flow profiles in the process gas divider system are established. In this way, in the process gas divider system, an optimal uniform distribution of the process gas entering the process gas divider system via the process gas inlet to the large number of process gas outlets is achieved.
Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung des Pro- zessgas-Teilersystem weisen die Prozessgasausläufe unterei- nander eine gleiche Länge auf. Durch die untereinander glei- chen Längen der Prozessgasauslässe wird eine weitere Ver gleichmäßigung der Strömungsprofile und des über dem Prozess- gas-Teilersystem erzeugten Druckverlustes erzielt. According to an embodiment of the process gas divider system that is advantageous in this regard, the process gas outlets have the same length as one another. Due to the mutually equal With the lengths of the process gas outlets, a further equalization of the flow profiles and the pressure loss generated over the process gas divider system is achieved.
Entsprechend einer zusätzlichen vorteilhaften Weiterbildung des Prozessgas-Teilersystems weist das Prozessgas-According to an additional advantageous development of the process gas divider system, the process gas
Teilersystem ein Strömungskanäle ausbildendes Strömungskanal- System auf, wobei zweckmäßigerweise jede Prozessgasaus laufeinheit einen Strömungskanal aufweist. Durch das Strö mungskanalsystem wird die Anbindung an jeweils einen einen Reaktionsraum aufweisenden Reaktor eines Reaktorsystems her gestellt . Divider system a flow channel system forming flow channels, each process gas outlet expediently having a flow channel. The flow channel system provides the connection to a reactor of a reactor system that has a reaction space.
Bevorzugt sind die Strömungskanäle als Rohr- oder Schlauch verbindung ausgebildet. Hierdurch ist bspw. eine sehr flexib le Anbindung der Reaktoren möglich. Weiter bevorzugt ist je- der Strömungskanal stromab eines Prozessgasauslaufs an eben diesem angeordnet. Besonders bevorzugt weisen die Strömungs kanäle untereinander eine gleiche Länge auf. Die gleiche Län ge der Strömungskanäle des Strömungskanalsystems bewirkt, dass jedem Strömungskanal den gleichen Druckverlust aufweist und sich somit in den jeweiligen Strömungskanälen die glei chen optimalen Strömungsprofile einstellen. The flow channels are preferably designed as a pipe or hose connection. This enables, for example, a very flexible connection of the reactors. More preferably, each flow channel is arranged downstream of a process gas outlet on the latter. The flow channels particularly preferably have the same length as one another. The same length of the flow channels of the flow channel system has the effect that each flow channel has the same pressure loss and thus the same optimal flow profiles are set in the respective flow channels.
Nach einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung des Prozessgas- Teilersystems ist in den Strömungskanälen nach einem Strö mungskanalweg jeweils mindestens eine Armatur angeordnet, wo- bei die mindestens eine in den Strömungskanälen angeordnete Armatur untereinander gleich ist und der Strömungskanalweg untereinander gleich lang ist. Bevorzugt sind die Armaturen als kontinuierliche Gas-Volumenstromregelungen ausgebildet. Bevorzugt wird als Armatur z. B. ein Gleitschieberventil, ein Regelventil, ein Regelhahn, eine regelbare Irisblende oder dergleichen in den Strömungskanälen eingebaut. Die vorgenann- ten Armaturen weisen hierbei eine hohe Regelgenauigkeit von kleiner gleich 3 %, bevorzugt von kleiner gleich 2 %, beson ders bevorzugt von kleiner gleich 1 % und am meisten bevor zugt von kleiner gleich 0,5 % auf. Gemäß einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des Pro- zessgas-Teilersystems ist ein auf die erste oder zweite Stirnfläche des Prozessgasverteilers projizierter Abstand zwischen der Prozessgaseinlauf-Längsmittelachse und der Pro zessgasauslauf-Längsmittelachse eines Prozessgasauslaufs grö- ßer oder gleich der Summe von Prozessgaseinlaufradius und dem jeweiligen Prozessgasauslaufradius eines Prozessgasauslaufs. Hierdurch wird gewährleistet, dass in dem Prozessgas- Teilersystem eine Umlenkung des Prozessgases erfolgt. According to a further advantageous embodiment of the process gas divider system, at least one fitting is arranged in each of the flow channels after a flow channel path, the at least one fitting arranged in the flow channels being the same and the flow channel path being the same length. The fittings are preferably designed as continuous gas volume flow controls. Is preferred as a valve z. B. a slide valve, a control valve, a control valve, an adjustable iris diaphragm or the like installed in the flow channels. The aforementioned ten fittings have a high control accuracy of less than or equal to 3%, preferably less than or equal to 2%, particularly preferably less than or equal to 1% and most preferably less than or equal to 0.5%. According to an additional advantageous embodiment of the process gas divider system, a distance projected onto the first or second end face of the process gas distributor between the process gas inlet longitudinal center axis and the process gas outlet longitudinal center axis of a process gas outlet is greater than or equal to the sum of the process gas inlet radius and the respective process gas outlet radius of a Process gas outlet. This ensures that the process gas is deflected in the process gas divider system.
Entsprechend einer zusätzlichen vorteilhaften Fortbildung des Prozessgas-Teilersystems ist die Prozessgaseinlauf-According to an additional advantageous development of the process gas divider system, the process gas inlet
Querschnittsfläche größer oder gleich der Prozessgasauslauf- Querschnittsfläche jedes Prozessgasauslaufs. Hierdurch er fährt die Prozessgasströmung beim Übergang von Prozessgasein lauf zu Prozessgasverteiler eine erste Umlenkung und eine Re- duzierung der Prozessgasgeschwindigkeit und anschließend beim Übergang von Prozessgasverteiler zu Prozessgasauslauf eine zweite Umlenkung und eine Erhöhung der Prozessgasgeschwindig keit. Cross-sectional area greater than or equal to the process gas outlet cross-sectional area of each process gas outlet. As a result, the process gas flow travels a first deflection and a reduction in the process gas speed when passing from the process gas inlet to the process gas distributor and then a second deflection and an increase in the process gas speed when passing from the process gas distributor to the process gas outlet.
Nach einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung des Prozessgas- Teilersystems sind die Prozessgaseinlauf-Querschnittsfläche und jede Prozessgasauslauf-Querschnittsfläche der Prozessgas ausläufe kreisförmig ausgebildet. Hierdurch besteht die Mög lichkeit das Prozessgas-Teilersystem einfach durch die Ver wendung von eine unterschiedliche Querschnittsfläche aufwei- senden, zylinderförmigen Rohrstücken herzustellen. Gemäß einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des Pro- zessgas-Teilersystems sind eine Prozessgaseinlaufauslassflä che und eine Prozessgasverteilereinlassfläche gleich groß und deckungsgleich ausgebildet und/oder sind eine Prozessgasver- teilerauslassfläche und eine Prozessgasauslaufeinlassfläche und gleich groß und deckungsgleich ausgebildet. Hierdurch staut sich in den Übergangsbereichen zwischen Prozessgasein lauf und Prozessgasverteiler bzw. zwischen Prozessgasvertei ler und Prozessgasauslauf kein Prozessgas an, sodass die Pro- zessgasströmung nur den notwendigen Druckverlust erfährt. According to a further, advantageous embodiment of the process gas divider system, the process gas inlet cross-sectional area and each process gas outlet cross-sectional area of the process gas outlets are circular. This makes it possible to produce the process gas divider system simply by using cylindrical pipe sections with a different cross-sectional area. According to an additional advantageous embodiment of the process gas divider system, a process gas inlet outlet area and a process gas distributor inlet area are designed to be the same size and congruent and / or a process gas distributor outlet area and a process gas outlet inlet area are designed to be the same size and congruent. As a result, no process gas accumulates in the transition areas between the process gas inlet and the process gas distributor or between the process gas distributor and the process gas outlet, so that the process gas flow only experiences the necessary pressure loss.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausbildung des Prozess- gas-Teilersystems ist zwischen Prozessgaseinlauf und Prozess gasverteiler ein Diffusor angeordnet und/oder ist zwischen Prozessgasverteiler und jedem Prozessgasauslauf eine Düse an- geordnet. Bevorzugt erweitert der Diffusor sich in Strömungs richtung des Prozessgases kontinuierlich und/oder verjüngt die Düse sich in Strömungsrichtung des Prozessgases kontinu ierlich. Weiter bevorzugt weisen Diffusor und Düse in ihrer entsprechenden Längsmittelachse eine unterschiedliche Länge auf. Durch die Aufnahme eines Diffusors zwischen Prozessga seinlauf und Prozessgasverteiler bzw. einer Düse zwischen Prozessgasverteiler und jedem Prozessgasauslauf wird die ki netische Energie der Prozessgasströmung in Druckenergie umge wandelt oder umgekehrt, wobei eine derartige Umwandlung be- vorzugt durch eine kontinuierliche Erweiterung des Strömungs querschnitts erfolgt. Diese kann geometrisch auf verschiedene Weisen realisiert werden, bspw. durch einen konisch oder trompetenhalsförmig ausgebildeten Diffusor oder eine konisch oder trompetenhalsförmig ausgebildete Düse. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Prozess- gas-Teilersystems ist das Prozessgas-Teilersystem, insbeson dere der Prozessgasverteiler, als Hohlraum ausbildet. Das Prozessgas-Teilersystem ist somit innen hohl ausgebildet, d. h. diese ist leer und es ist bspw. kein Filterelement oder ähnliches darin angeordnet, sodass das Prozessgas ungestört durch das Prozessgas-Teilersystem strömen kann. Das Prozessgas-Teilersystem nach einem der vorhergehenden An sprüche wird bevorzugt in einem Reaktorsystem zur Herstellung und/oder Behandlung von Partikeln in einem schwingenden Pro zessgasstrom, insbesondere einem Pulsationsreaktor, verwen det. Bevorzugt ist im Reaktorsystem stromauf des mindestens einen Reaktors ein Prozessgas-Teilereinrichtung angeordnet, sodass jedem Reaktor der Reaktoreinheit mindestens eine als Strömungskanal ausgebildete Prozessgaszuleitung zugeordnet ist. Bevorzugt weist jede Prozessgaszuleitung eine Prozess- gas-Volumenstromregelungseinrichtung auf. Jede Prozessgaszu- leitung ist insbesondere derart ausgebildet, dass jeder Strö mungskanal zwischen der Prozessgas-Teilereinrichtung und ei nem Reaktorprozessgaseinlass einen Druckverlust aufweist, wo bei der Druckverlust in jedem Strömungskanal im Wesentlichen gleich groß ist. Durch die vorgenannten Maßnahmen wird eine Gleichverteilung der Teilprozessgasströme im Reaktorsystem eingestellt . According to an additional advantageous embodiment of the process gas divider system, a diffuser is arranged between the process gas inlet and the process gas distributor and / or a nozzle is arranged between the process gas distributor and each process gas outlet. The diffuser preferably widens continuously in the flow direction of the process gas and / or the nozzle tapers continuously in the flow direction of the process gas. More preferably, the diffuser and nozzle have a different length in their corresponding longitudinal center axis. By including a diffuser between the process gas inlet and the process gas distributor or a nozzle between the process gas distributor and each process gas outlet, the kinetic energy of the process gas flow is converted into pressure energy or vice versa, such conversion preferably taking place through a continuous expansion of the flow cross-section. This can be implemented geometrically in different ways, for example by means of a conical or trumpet neck-shaped diffuser or a conical or trumpet-neck-shaped nozzle. According to a further advantageous embodiment of the process gas divider system, the process gas divider system, in particular the process gas distributor, is designed as a cavity. That The process gas divider system is thus designed to be hollow on the inside, ie it is empty and, for example, no filter element or the like is arranged in it, so that the process gas can flow through the process gas divider system undisturbed. The process gas divider system according to one of the preceding claims is preferably used in a reactor system for the production and / or treatment of particles in an oscillating process gas flow, in particular a pulsation reactor. A process gas divider device is preferably arranged in the reactor system upstream of the at least one reactor, so that at least one process gas feed line designed as a flow channel is assigned to each reactor of the reactor unit. Each process gas feed line preferably has a process gas volume flow control device. Each process gas feed line is designed in particular in such a way that each flow channel between the process gas divider device and a reactor process gas inlet has a pressure loss where the pressure loss in each flow channel is essentially the same. The aforementioned measures ensure that the partial process gas flows are evenly distributed in the reactor system.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich nung näher erläutert dieser zeigen The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing showing this voltage
Figur 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungs- form eines bevorzugten Prozessgas-Teilersystems, Figure 1 is a sectional view of a first embodiment of a preferred process gas divider system,
Figur 2 eine Draufsicht auf die normal zur Prozessgasein lauf-Längsmittelachse ausgerichtete Referenzebene D der ersten Ausführungsform des bevorzugten Prozess- gas-Teilersystems, Figur 3 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungs form eines bevorzugten Prozessgas-Teilersystems und FIG. 2 shows a plan view of the reference plane D of the first embodiment of the preferred process gas divider system, which is oriented normal to the longitudinal central axis of the process gas inlet, FIG. 3 shows a sectional illustration of a second embodiment of a preferred process gas divider system and FIG
Figur 4 eine schematische Darstellung eines das Prozessgas- Teilersystem verwendenden, als schwingendes System ausgebildeten Reaktorsystems. FIG. 4 shows a schematic representation of a reactor system which uses the process gas divider system and is designed as a vibrating system.
Sofern keine anderslautenden Angaben gemacht werden, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf sämtliche in der Zeichnung illustrierten Ausführungsformen eines erfindungsge mäßen Prozessgas-Teilersystems 1. Das Prozessgas-Teilersystem 1 umfasst eine Prozessgas-Unless otherwise stated, the following description refers to all the embodiments of a process gas divider system 1 according to the invention illustrated in the drawing. The process gas divider system 1 comprises a process gas
Teilereinrichtung 2 mit einem Prozessgaseinlauf 3, mit einem Prozessgasverteiler 4 und mit einer Vielzahl an Prozessgas auslaufeinheiten 5. Divider device 2 with a process gas inlet 3, with a process gas distributor 4 and with a plurality of process gas outlet units 5.
Der Prozessgaseinlauf 3 verfügt über einen Prozessgasein- laufeinlass 6, einen Prozessgaseinlaufauslass 7, eine Pro zessgaseinlauf-Längsmittelachse A-A und eine Prozessgasein lauf-Querschnittsfläche 8. The process gas inlet 3 has a process gas inlet inlet 6, a process gas inlet outlet 7, a process gas inlet longitudinal center axis A-A and a process gas inlet cross-sectional area 8.
Der Prozessgasverteiler 4 weist eine Prozessgasverteiler- Längsmittelachse B-B, eine Prozessgasverteiler- Querschnittsfläche 9, einen auf einer ersten Stirnfläche 10 angeordneten Prozessgasverteilereinlass 11 und eine Vielzahl an auf einer zweiten Stirnfläche 12 angeordneten Prozessgas verteilerauslässen 13 auf. The process gas distributor 4 has a process gas distributor longitudinal center axis B-B, a process gas distributor cross-sectional area 9, a process gas distributor inlet 11 arranged on a first end face 10 and a plurality of process gas distributor outlets 13 arranged on a second end face 12.
Jede Prozessgasauslaufeinheit 5 umfasst einen einen Prozess- gasauslaufeinlass 14, einen Prozessgasauslaufauslass 15, eine Prozessgasauslauf-Längsmittelachse C-C und eine Prozessgas auslauf-Querschnittsfläche 16 aufweisenden Prozessgasaus lauf 17 sowie insbesondere einen Strömungskanal 18. Die Strö- mungskanäle 18 bilden ein Strömungskanalsystem 19 aus. Zweck mäßigerweise weist jede Prozessgasauslaufeinheit 5 genau ei nen Strömungskanal 18 auf, wobei jeder Strömungskanal 18 ei nem individuellen Prozessgasauslauf 17 zugeordnet und stromab an eben diesem Prozessgasauslauf 17 angeordnet ist. Bevorzugt sind die Strömungskanäle 18 als Rohr- oder Schlauchverbindung ausgebildet . Each process gas outlet unit 5 comprises a process gas outlet 17 having a process gas outlet inlet 14, a process gas outlet outlet 15, a process gas outlet longitudinal center axis CC and a process gas outlet cross-sectional area 16 and in particular a flow channel 18. Flow channels 18 form a flow channel system 19. Expediently, each process gas outlet unit 5 has exactly one flow channel 18, each flow channel 18 being assigned to an individual process gas outlet 17 and being arranged downstream at precisely this process gas outlet 17. The flow channels 18 are preferably designed as a pipe or hose connection.
Der Prozessgaseinlauf 3 ist mit der ersten Stirnfläche 10 des Prozessgasverteilers 4 und die zweite Stirnfläche 12 des Pro- zessgasverteilers 4 ist mit den Prozessgasausläufen 17 der Prozessgasauslaufeinheiten 5 so verbunden, dass sich jeweils ein durchgängiger Strömungsweg 21 ausbildet. Hierbei korres pondiert die Anzahl an einen Prozessgasauslauf 17 aufweisen den Prozessgasauslaufeinheiten 5 mit einer Vielzahl der Pro- zessgasverteilerauslässen 13. Das Prozessgas-Teilersystem 1 bedingt eine Aufteilung des in die Prozessgas- Teilereinrichtung 2 einströmenden Prozessgas PG in Prozess gasteilströme 22. The process gas inlet 3 is connected to the first end face 10 of the process gas distributor 4 and the second end face 12 of the process gas distributor 4 is connected to the process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 in such a way that a continuous flow path 21 is formed. The number of one process gas outlet 17 corresponds to the process gas outlet units 5 with a large number of process gas distributor outlets 13. The process gas divider system 1 requires the process gas PG flowing into the process gas divider 2 to be divided into partial process gas flows 22.
Die auf der zweiten Stirnfläche 12 angeordneten Prozessgas- ausläufe 17 der Prozessgasauslaufeinheiten 5 sind in Umfangs richtung gleichverteilt angeordnet, wobei jede Prozessgasaus lauf-Längsmittelachse C-C der Prozessgasausläufe 17 über den gleichen radialen Abstand 23 zur Prozessgasverteiler- Längsmittelachse B-B und jeder Prozessgasauslauf 17 die glei- che Prozessgasauslauf-Querschnittsfläche 16 aufweist. The process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 arranged on the second end face 12 are evenly distributed in the circumferential direction, with each process gas outlet longitudinal center axis CC of the process gas outlets 17 over the same radial distance 23 from the process gas distributor longitudinal center axis BB and each process gas outlet 17 the same Has process gas outlet cross-sectional area 16.
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten Ausfüh rungsform eines bevorzugten Prozessgas-Teilersystems 1. Die erste Ausführungsform des Prozessgas-Teilersystems 1 weist einen Prozessgaseinlauf 3, einen Prozessgasverteiler 4 und eine Vielzahl an Prozessgasauslaufeinheiten 5 auf, wobei das Prozessgas-Teilersystem 1 als Hohlraum 60 ausbildet ist. Die Prozessgaseinlauf-Längsmittelachse A-A entspricht in der ersten Ausführungsform der Prozessgas-Teilereinrichtung 2 des Prozessgas-Teilersystems 1 der Prozessgasverteiler- Längsmittelachse B-B. In der Prozessgas-Teilereinrichtung 2 sind zum einen eine Prozessgaseinlaufauslassfläche 24 und eine Prozessgasvertei lereinlassfläche 25 gleich groß und deckungsgleich ausgebil det und zum anderen eine Prozessgasverteilerauslassfläche 26 und eine Prozessgasauslaufeinlassfläche 27 gleich groß und deckungsgleich ausgebildet. 1 shows a sectional view of a first embodiment of a preferred process gas divider system 1. The first embodiment of the process gas divider system 1 has a process gas inlet 3, a process gas distributor 4 and a plurality of process gas outlet units 5, with the process gas divider system 1 as a cavity 60 is trained. The process gas inlet longitudinal center axis AA corresponds in the first embodiment of the process gas divider device 2 of the process gas divider system 1 to the process gas distributor longitudinal center axis BB. In the process gas divider 2, on the one hand, a process gas inlet outlet surface 24 and a process gas distributor inlet surface 25 are of the same size and congruent design, and on the other hand, a process gas distributor outlet surface 26 and a process gas outlet inlet surface 27 are designed to be the same size and congruent.
Die Prozessgas-Teilereinrichtung 2 umfasst in der ersten Aus führungsform vier Prozessgasauslaufeinheiten 5. In anderen nicht illustrierten Ausführungsformen ist die Anzahl der Pro zessgasauslaufeinheiten 5 variabel und kann bspw. zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf oder mehr Prozessgasauslaufeinheiten 5 betragen, die an dem Pro zessgasverteiler 4 der Prozessgas-Teilereinrichtung 2 ange ordnet sind. Insbesondere weisen die Prozessgasausläufe 17 der vier Prozessgasauslaufeinheiten 5 eine gleiche Länge 28 und die entsprechenden als Schlauchverbindung ausgebildeten Strömungskanäle 18 eine gleiche Länge 29 untereinander auf, sodass die Prozessgasauslaufeinheiten 5 untereinander über eine gleiche Länge 30 verfügen. In the first embodiment, the process gas divider 2 comprises four process gas outlet units 5. In other non-illustrated embodiments, the number of process gas outlet units 5 is variable and can, for example, be two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, be eleven, twelve or more process gas outlet units 5, which are arranged on the process gas distributor 4 of the process gas divider 2. In particular, the process gas outlets 17 of the four process gas outlet units 5 have the same length 28 and the corresponding flow channels 18, which are designed as hose connections, have the same length 29, so that the process gas outlet units 5 have the same length 30 as one another.
In der Fig. 2 wird eine Draufsicht auf die normal zur Pro- zessgaseinlauf-Längsmittelachse A-A ausgerichtete Referenz ebene D der ersten Ausführungsform des bevorzugten Prozess- gas-Teilersystems 1 dargestellt. In FIG. 2, a plan view of the reference plane D of the first embodiment of the preferred process gas divider system 1, which is oriented normal to the process gas inlet longitudinal center axis A-A, is shown.
In der ersten Ausführungsform ist die Prozessgaseinlauf- Querschnittsfläche 8 ist größer der Prozessgasauslauf- Querschnittsfläche 16 des jeweiligen Prozessgasauslaufs 17 der Prozessgasauslaufeinheit 5. Überdies sind sowohl die Pro zessgaseinlauf-Querschnittsfläche 8 als auch jede Prozessgas auslauf-Querschnittsfläche 16 der die Prozessgasausläufe 17 aufweisenden Prozessgasauslaufeinheiten 5 kreisförmig ausge- bildet. In the first embodiment, the process gas inlet cross-sectional area 8 is larger than the process gas outlet cross-sectional area 16 of the respective process gas outlet 17 of the process gas outlet unit 5. In addition, both the process gas inlet cross-sectional area 8 and each process gas outlet cross-sectional area 16 of the process gas outlet units 5 having the process gas outlets 17 are circular.
Die auf der zweiten Stirnfläche 12 angeordneten vier Prozess gasausläufe 17 der Prozessgasauslaufeinheiten 5 sind in Um fangsrichtung gleichverteilt angeordnet. Die Winkel a zwi schen zwei Prozessgasauslaufeinheiten 5 beträgt somit 90°. Jede Prozessgasauslauf-Längsmittelachse C-C der Prozessgas ausläufe 17 der Prozessgasauslaufeinheiten 5 verfügt über den gleichen radialen Abstand 23 zur Prozessgasverteiler- Längsmittelachse B-B und jeder Prozessgasauslauf 17 weist die gleiche Prozessgasauslauf-Querschnittsfläche 16 auf. Darüber hinaus ist der auf die erste Stirnfläche 10 des Pro zessgasverteilers 4 projizierter Abstand 31 zwischen der Pro zessgaseinlauf-Längsmittelachse A-A und der jeweiligen Pro zessgasauslauf-Längsmittelachse C-C eines Prozessgasaus laufs 17 größer als die Summe von Prozessgaseinlaufradius 32 des Prozessgaseinlaufs 3 und einem jeweiligen Prozessgasaus laufradius 33 des Prozessgasauslaufs 17 ist. The four process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 arranged on the second end face 12 are arranged uniformly distributed in the circumferential direction. The angle a between two process gas outlet units 5 is therefore 90 °. Each process gas outlet longitudinal center axis C-C of the process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 has the same radial distance 23 from the process gas distributor longitudinal center axis B-B and each process gas outlet 17 has the same process gas outlet cross-sectional area 16. In addition, the distance 31 projected onto the first end face 10 of the process gas distributor 4 between the process gas inlet longitudinal center axis AA and the respective process gas outlet longitudinal center axis CC of a process gas outlet 17 is greater than the sum of the process gas inlet radius 32 of the process gas inlet 3 and a respective process gas outlet radius 33 of the process gas outlet 17 is.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausfüh rungsform eines bevorzugten Prozessgas-Teilersystems 1. 3 shows a sectional illustration of a second embodiment of a preferred process gas divider system 1.
Im Gegensatz zu der in den Fign. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform weist die Prozessgas-Teilereinrichtung 2 der zweiten Ausführungsform zwischen Prozessgaseinlauf 3 und Pro zessgasverteiler 4 einen sich in Strömungsrichtung des Pro zessgases PG kontinuierlich erweiternden, trompetenhalsförmi gen Diffusor 34 auf. Zudem ist zwischen Prozessgasverteiler 4 und jedem Prozessgasauslauf 17 der entsprechenden Prozessgas- auslaufeinheit 5 eine sich in Strömungsrichtung des Prozess gases PG kontinuierlich verjüngende Düse 35 angeordnet. In contrast to that in FIGS. 1 and 2, the process gas divider device 2 of the second embodiment has a trumpet neck-shaped diffuser 34 between the process gas inlet 3 and the process gas distributor 4, which continuously widens in the flow direction of the process gas PG. In addition, between the process gas distributor 4 and each process gas outlet 17, the corresponding process gas outlet unit 5 has a nozzle 35 which tapers continuously in the direction of flow of the process gas PG.
Der Diffusor 34 und die Düsen 35 weisen in ihrer entsprechen den Längsmittelachse A-A bzw. C-C eine unterschiedliche Län- ge 61, 62 auf. Die Düsen 35 dagegen weisen untereinander die gleiche Länge 36 auf. The diffuser 34 and the nozzles 35 have different lengths 61, 62 in their corresponding longitudinal center axes A-A and C-C. In contrast, the nozzles 35 have the same length 36 as one another.
Die Strömungskanäle 18 des Strömungskanalsystems 19 sind als Rohrleitungen ausgebildet. The flow channels 18 of the flow channel system 19 are designed as pipelines.
Zweckmäßigerweise weist ein Reaktorsystem 38 zur Herstellung und/oder Behandlung von Partikeln P in einem schwingenden Prozessgasstrom, insbesondere einem Pulsationsreaktor, das Prozessgas-Teilersystem 1 auf. Das Prozessgas-Teilersystem 1 weist eine Prozessgas-Teilereinrichtung 2 auf, mit einem über einen Prozessgaseinlaufeinlass 6, einen Prozessgaseinlaufaus- lass 7, eine Prozessgaseinlauf-Längsmittelachse A-A und eine Prozessgaseinlauf-Querschnittsfläche 8 verfügenden Prozessga seinlauf 3, mit einem eine Prozessgasverteiler- Längsmittelachse B-B, eine Prozessgasverteiler- Querschnittsfläche 9, einen auf einer ersten Stirnfläche 10 angeordneten Prozessgasverteilereinlass 11 und eine Vielzahl an auf einer zweiten Stirnfläche 12 angeordneten Prozessgas verteilerauslässen 13 aufweisenden Prozessgasverteiler 4, und mit einer mit der Vielzahl der Prozessgasverteilerauslässe 13 korrespondierenden Anzahl an Prozessgasauslaufeinheiten 5, wobei jede Prozessgasauslaufeinheit 5 einen einen Prozessgas auslaufeinlass 14, einen Prozessgasauslaufauslass 15, eine Prozessgasauslauf-Längsmittelachse C-C und eine Prozessgas auslauf-Querschnittsfläche 16 aufweisenden Prozessgasauslauf 17 umfasst, und wobei der Prozessgaseinlauf 3 mit der ersten Stirnfläche 10 des Prozessgasverteilers 4 und die zweiteA reactor system 38 for the production and / or treatment of particles P in an oscillating process gas flow, in particular a pulsation reactor, expediently has the process gas divider system 1. The process gas divider system 1 has a process gas divider device 2 with a process gas inlet 3 having a process gas inlet inlet 6, a process gas inlet outlet 7, a process gas inlet longitudinal center axis AA and a process gas inlet cross-sectional area 8, with a process gas inlet 3 having a process gas distributor longitudinal center axis BB, a process gas distributor cross-sectional area 9, a process gas distributor inlet 11 arranged on a first end face 10 and a plurality of process gas distributor outlets 13 having process gas distributor outlets 13 arranged on a second end face 12, and with a number of process gas outlet units 5 corresponding to the plurality of process gas distributor outlets 13, with each process gas outlet unit 5 comprises a process gas outlet 17 having a process gas outlet inlet 14, a process gas outlet outlet 15, a process gas outlet longitudinal center axis CC and a process gas outlet cross-sectional area 16, and wherein de r process gas inlet 3 with the first end face 10 of the process gas distributor 4 and the second
Stirnfläche 12 des Prozessgasverteilers 4 mit den Prozessgas- ausläufen 17 der Prozessgasauslaufeinheiten 5 so verbunden sind, dass sich jeweils ein durchgängiger Strömungsweg 21 ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der zweiten Stirnfläche 12 angeordneten Prozessgasausläufe 17 der Pro- zessgasauslaufeinheiten 5 in Umfangsrichtung des Prozessgas verteilers 4 gleichverteilt angeordnet sind, jede Prozessgas auslauf-Längsmittelachse C-C der Prozessgasausläufe 17 über den gleichen radialen Abstand 23 zur Prozessgasverteiler- Längsmittelachse B-B verfügt und jeder Prozessgasauslauf 17 die gleiche Prozessgasauslauf-Querschnittsfläche 16 aufweist. End face 12 of the process gas distributor 4 with the process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 are connected in such a way that a continuous flow path 21 is formed in each case, characterized in that the process gas outlets 17 of the process gas outlet units 5 arranged on the second end face 12 are arranged evenly distributed in the circumferential direction of the process gas distributor 4, each process gas outlet The longitudinal center axis CC of the process gas outlets 17 has the same radial distance 23 from the process gas distributor longitudinal center axis BB and each process gas outlet 17 has the same process gas outlet cross-sectional area 16.
Bevorzugt ist das Prozessgas-Teilersystem 1 des Reaktorsys tems 38 entsprechend einem der Ansprüche 2 bis 15 ausgebil det. The process gas divider system 1 of the reactor system 38 is preferably designed in accordance with one of claims 2 to 15.
In der Fig. 4 wird eine schematische Darstellung eines das Prozessgas-Teilersystem 1 verwendenden, als schwingendes Sys tem 37 ausgebildeten Reaktorsystems 38 zur Herstellung und/oder Behandlung von Partikeln in einem schwingenden Pro zessgasstrom, insbesondere einem Pulsationsreaktor, darge stellt. Das Reaktorsystem 38 weist eine Reaktoreinheit 39 auf, der eine Prozessgaszuführungseinheit 40 vorgeschaltet und eine Prozessgasabführungseinheit 41 nachgeschaltet ist. 4 shows a schematic representation of a reactor system 38, which uses the process gas divider system 1 and is designed as an oscillating system 37, for the production and / or treatment of particles in an oscillating process gas stream, in particular a pulsation reactor. The reactor system 38 has a reactor unit 39, which is preceded by a process gas supply unit 40 and a process gas discharge unit 41 is connected downstream.
Das Reaktorsystem 38 umfasst eine Prozessgasfördereinrich tung 42 und eine Heizeinrichtung 43. Das durch das Reaktor system 38 strömende Prozessgas PG tritt über die Prozessgas zuführungseinheit 40 in das Reaktorsystem 38 ein und wird durch die Prozessgasfördereinrichtung 42, durch das Reaktor system 38 gefördert. Die Prozessgasfördereinrichtung 42 ist beispielsweise insbe sondere als Radialventilator, Gebläse oder Verdichter ausge bildet. Die Prozessgasfördereinrichtung 42 ist insbesondere in der Prozessgaszuführungseinheit 40, der Prozessgasabfüh- rungseinheit 41 oder alternativ sowohl in der Prozessgaszu führungseinheit 40 als auch der Prozessgasabführungsein heit 41 anordenbar. In der beispielhaft in der Fig. 4 gezeig ten Ausführungsform des Reaktorsystems 38 ist eine Anordnung der Prozessgasfördereinrichtung 42 in der Prozessgaszufüh- rungseinheit 40 gezeigt. Die Anordnung der Prozessgasförder einrichtung 42 wird an die im Reaktorsystem 38 einzustellen den Bedingungen, insbesondere hinsichtlich Form, Masse und Dichte des Ausgangsstoffes, angepasst. The reactor system 38 comprises a process gas delivery device 42 and a heating device 43. The process gas PG flowing through the reactor system 38 enters the reactor system 38 via the process gas feed unit 40 and is delivered through the process gas delivery device 42 through the reactor system 38. The process gas delivery device 42 is, for example, formed in particular as a radial fan, blower or compressor. The process gas delivery device 42 can in particular be arranged in the process gas supply unit 40, the process gas discharge unit 41 or, alternatively, both in the process gas supply unit 40 and in the process gas discharge unit 41. In the embodiment of the reactor system 38 shown by way of example in FIG. 4, an arrangement of the process gas feed device 42 in the process gas feed unit 40 is shown. The arrangement of the process gas delivery device 42 is adapted to the conditions to be set in the reactor system 38, in particular with regard to the shape, mass and density of the starting material.
Die Heizeinrichtung 43 ist stromauf oder stromab einer Pulsa- tionseinrichtung 44 anordenbar. Eine Anordnung stromauf der Pulsationseinrichtung 44 wird bevorzugt, da die Heizeinrich tung 43 in einer solchen Anordnung eine Resonanzdruckamplitu de im Reaktorsystem 38 nicht dämpft. Die Anordnung der Heiz einrichtung 43 entscheidet über die Zuordnung der Heizein- richtung 43 zur Reaktoreinheit 39 oder zur Prozessgaszufüh rungseinheit 40. Eine stromauf der Pulsationseinrichtung 44 angeordnete Heizeinrichtung 43 ist der Prozessgaszuführungs einheit 40, eine stromab der Pulsationseinrichtung 44 ange ordnete Heizeinrichtung 43 ist der Reaktoreinheit 39 zugeord- net. The heating device 43 can be arranged upstream or downstream of a pulsation device 44. An arrangement upstream of the pulsation device 44 is preferred, since the Heizeinrich device 43 does not dampen a resonance pressure amplitude in the reactor system 38 in such an arrangement. The arrangement of the heating device 43 determines the assignment of the heating device 43 to the reactor unit 39 or to the process gas supply unit 40. A heating device 43 located upstream of the pulsation device 44 is the process gas supply unit 40, and a heating device 43 located downstream of the pulsation device 44 is the reactor unit 39 assigned.
Bevorzugt ist die Heizeinrichtung 43 als konvektiver Gaserhitzer, als Elektrogaserhitzer, als Plasmaheizung, als Mikrowellenheizung, als Induktionsheizung oder als Strah lungsheizer ausgebildet. Weniger bevorzugt ist die Heizein- richtung 43 als ein eine Flamme aufweisender Brenner ausge bildet. Das durch das Reaktorsystem 38 strömende Prozessgas PG wird durch die Heizeinrichtung 43 auf eine Herstellungs- und/oder Behandlungstemperatur erwärmt bzw. erhitzt. Die Temperatur zur Herstellung bzw. thermischen Behandlung des mindestens einen Ausgangsstoffes beträgt vorzugsweise zwischen 100 °C und 3000 °C, bevorzugt auf 240 °C bis 2200 °C, besonders be vorzugt auf 240 °C bis 1800 °C, ganz besonders bevorzugt auf 650 °C bis 1800 °C, am meisten bevorzugt auf 700 °C bis 1500 °C. Dem durch das Reaktorsystem 38 strömenden Prozessgas PG wird mittels der Pulsationseinrichtung 44 eine eine Pulsationsfre quenz und eine Pulsationsdruckamplitude aufweisende Pulsation aufgeprägt . Die Pulsation weist bevorzugt eine Pulsations druckamplitude von 0,1 mbar bis 350 mbar, besonders bevorzugt von 1 mbar bis 200 mbar, ganz besonders bevorzugt von 3 mbar bis 50 mbar, am meisten bevorzugt von 10 mbar bis 40 mbar auf. The heating device 43 is preferably designed as a convective gas heater, as an electric gas heater, as a plasma heater, as a microwave heater, as an induction heater or as a radiation heater. The heating device 43 is less preferably designed as a burner having a flame. The process gas PG flowing through the reactor system 38 is heated or heated to a production and / or treatment temperature by the heating device 43. The temperature for the production or thermal treatment of the at least one starting material is preferably between 100 ° C and 3000 ° C, preferably 240 ° C to 2200 ° C, particularly preferably 240 ° C to 1800 ° C, very particularly preferably 650 ° C to 1800 ° C, most preferably 700 ° C to 1500 ° C. A pulsation having a pulsation frequency and a pulsation pressure amplitude is impressed on the process gas PG flowing through the reactor system 38 by means of the pulsation device 44. The pulsation preferably has a pulsation pressure amplitude of 0.1 mbar to 350 mbar, particularly preferably from 1 mbar to 200 mbar, very particularly preferably from 3 mbar to 50 mbar, most preferably from 10 mbar to 40 mbar.
Die Pulsationsfrequenz des Prozessgases PG kann unabhängig von der Pulsationsdruckamplitude eingestellt werden. Die Pulsationsfrequenz des durch das Reaktorsystem 38 aufgrund der Pulsationseinrichtung 44 pulsierend strömenden Prozessga ses PG ist ebenfalls einstellbar, bevorzugt im Frequenzbe reich von 1 Hz bis 2000 Hz, bevorzugt zwischen 1 Hz bis 500 Hz, besonders bevorzugt zwischen 40 Hz und 160 Hz. Die Pulsationseinrichtung 44 ist als flammenlos arbeitende Pulsationseinrichtung 44 ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist die Pulsationseinrichtung 44 als Kompressionsmodul, insbeson dere als Kolben, oder als Drehschieber oder als modifizierte Drehschleuse ausgebildet. Stromab der Prozessgaszuführungseinheit 40 ist der der Reak toreinheit 39 zugeordnete, einen Reaktionsraum 45 aufweisende Reaktor 46 ausgebildet. Im Reaktionsraum 45 des Reaktors 46 wird der Ausgangsstoff mittels einer Aufgabeeinrichtung 47 in das durch das Reaktorsystem 38 und den Reaktor 46 strömende, pulsierende Prozessgas PG eingebracht. The pulsation frequency of the process gas PG can be set independently of the pulsation pressure amplitude. The pulsation frequency of the process gas PG pulsing through the reactor system 38 due to the pulsation device 44 is also adjustable, preferably in the frequency range from 1 Hz to 2000 Hz, preferably between 1 Hz to 500 Hz, particularly preferably between 40 Hz and 160 Hz 44 is designed as a flameless pulsation device 44. The pulsation device 44 is expediently designed as a compression module, in particular as a piston, or as a rotary valve or as a modified rotary lock. Downstream of the process gas supply unit 40, the reactor 46 assigned to the reactor unit 39 and having a reaction space 45 is formed. In the reaction space 45 of the reactor 46, the starting material is introduced into the pulsating process gas PG flowing through the reactor system 38 and the reactor 46 by means of a feed device 47.
Die Aufgabeeinrichtung 47 ist bevorzugt zur Einbringung von Flüssigkeiten oder Feststoffen in den Reaktionsraum 45 des Reaktors 46 ausgebildet. Flüssigkeiten oder flüssige Rohstoffe (Precursoren) können in den Reaktionsraum 45 vorzugsweise als Lösung, Suspension, Schmelze, Emulsion oder als reine Flüssigkeit eingebracht werden. Das Einbringen der flüssigen Rohstoffe oder Flüssig keiten erfolgt bevorzugt kontinuierlich. Für das Einbringen von Flüssigkeiten in den Reaktionsraum 45 des Reaktors 46 der Reaktoreinheit 39 wird vorzugsweise eine Aufgabeeinrich tung 47 wie beispielsweise Sprühdüsen, Zuführungsrohre oder Vertropfer verwendet, die beispielsweise als Ein- oder Mehr stoffdüsen, Druckdüsen, Vernebler (Aerosol) oder Ultraschall- düse ausgebildet sind. The feeding device 47 is preferably designed for introducing liquids or solids into the reaction space 45 of the reactor 46. Liquids or liquid raw materials (precursors) can be introduced into the reaction space 45, preferably as a solution, suspension, melt, emulsion or as a pure liquid. The introduction of the liquid raw materials or liquids is preferably carried out continuously. For the introduction of liquids into the reaction space 45 of the reactor 46 of the reactor unit 39, a feed device 47 such as spray nozzles, feed pipes or dropletizers is preferably used, which are designed as single or multi-substance nozzles, pressure nozzles, nebulizers (aerosol) or ultrasonic nozzles are.
Im Gegensatz hierzu wird für das Einbringen von Feststoffen, beispielsweise Pulver, Granulate oder dergleichen, in den Re aktor 46, bevorzugt den Reaktionsraum 45 des Reaktors 46, vorzugsweise eine Aufgabeeinrichtung 47 wie beispielsweise eine Doppelklappe, eine Zellenradschleuse, eine Taktschleuse oder einen Injektor, verwendet. In contrast to this, for the introduction of solids, for example powder, granules or the like, into the reactor 46, preferably the reaction chamber 45 of the reactor 46, preferably a feed device 47 such as a double flap, a rotary valve, a cycle lock or an injector .
Das Einbringen des Ausgangsstoffes in Form einer Flüssigkeit oder eines Feststoffes kann in oder entgegen der Strömungs richtung des durch das Reaktorsystem 38 strömenden Prozessga- ses PG erfolgen. Bevorzugt wird der Ausgangsstoff unter Ver- Wendung eines Trägergases in das Reaktorsystem 38, bevorzugt in den Reaktionsraum 45 des Reaktors 46 eingebracht. Die Ent scheidung, ob der Ausgangsstoff in oder entgegen der Strö mungsrichtung des Prozessgases in das Reaktorsystem 38 einge- bracht wird, hängt maßgeblich von der Form, Masse und Dichte des Ausgangsstoffes bei einer eingestellten mittleren Strö mungsgeschwindigkeit des Prozessgases PG ab. Hierdurch be steht die Möglichkeit auch Ausgangsstoffe thermisch zu behan deln, die nicht durch das Prozessgas PG im Reaktorsystem 38 transportiert werden können. The introduction of the starting material in the form of a liquid or a solid can take place in or against the flow direction of the process gas PG flowing through the reactor system 38. The starting material is preferably used under Turning a carrier gas into the reactor system 38, preferably introduced into the reaction space 45 of the reactor 46. The decision as to whether the starting material is introduced into the reactor system 38 in or against the direction of flow of the process gas depends largely on the shape, mass and density of the starting material at a set mean flow rate of the process gas PG. This also makes it possible to thermally treat starting materials that cannot be transported in the reactor system 38 by the process gas PG.
Der Ausgangsstoff wird in der Behandlungszone des Reak tors 46, bevorzugt im Reaktionsraum 45, thermisch behandelt, sodass sich die herzustellenden Partikel P, vorzugsweise die anorganischen oder organischen Nanopartikel, besonders bevor- zugt die nanokristallinen Metalloxidpartikel, ausbilden. Als Behandlungszone ist der Bereich definiert, in dem die Aus gangsstoffe thermisch behandelt werden. The starting material is thermally treated in the treatment zone of the reactor 46, preferably in the reaction space 45, so that the particles P to be produced, preferably the inorganic or organic nanoparticles, particularly preferably the nanocrystalline metal oxide particles, are formed. The treatment zone is defined as the area in which the raw materials are thermally treated.
Die der Reaktoreinheit 39 nachgeschaltete Prozessgasabfüh rungseinheit 41 umfasst eine Abscheideeinrichtung 48. Die Ab- Scheideeinrichtung 48, insbesondere ein Filter, bevorzugt ein Heißgasfilter, ganz besonders bevorzugt ein Schlauch-, Me tall- oder Glasfaserfilter, ein Zyklon oder ein Wäscher, trennt die thermisch behandelten Partikel P aus dem pulsie rend durch das Reaktorsystem 38 strömenden, heißen Prozess- gasstrom ab. Die aus dem Prozessgasstrom abgeschiedenen Par tikel P werden aus der Abscheideeinrichtung 48 abgeführt und weiterverarbeitet. Falls notwendig werden die im Reaktorsys tem 38 thermisch behandelten Partikel P weiteren Nachbehand lungsschritten, wie bspw. einer Suspendierung, Mahlung oder einer Kalzination unterzogen. Das nicht beladene Prozess gas PG wird in die Umgebung abgeführt. Die Verweilzeit des einen in das Reaktorsystem 38, insbeson dere in den Reaktionsraum 45 des Reaktors 46, eingebrachten Ausgangsstoffes beträgt zwischen 0,1 s und 25 s. Eine Kreis lauffahrweise des Prozessgases PG ist möglich. Gegebenenfalls ist auch eine Teilauskreisung des Prozessgases PG möglich. The process gas discharge unit 41 downstream of the reactor unit 39 comprises a separation device 48. The separation device 48, in particular a filter, preferably a hot gas filter, very particularly preferably a hose, metal or glass fiber filter, a cyclone or a washer, separates the thermally treated Particles P from the hot process gas stream flowing through the reactor system 38 in a pulsating manner. The particles P separated from the process gas stream are discharged from the separation device 48 and processed further. If necessary, the particles P thermally treated in the reactor system 38 are subjected to further post-treatment steps, such as suspension, grinding or calcination. The unloaded process gas PG is discharged into the environment. The residence time of one of the starting materials introduced into the reactor system 38, in particular into the reaction space 45 of the reactor 46, is between 0.1 s and 25 s. If necessary, partial removal of the process gas PG is also possible.
Zudem ist das einen statischen Prozessgasdruck aufweisende Reaktorsystem 38 als akustischer Resonator 49 ausgebildet, der über jeweils einen Resonanzzustand definierende Resonan zeigenfrequenzen verfügt. Das Prozessgas PG kann im Reaktor- System 38 eine resonanzfähige Gassäule ausbilden, sodass der Resonator 49 durch die Pulsationsfrequenz und/oder die Pulsa tionsdruckamplitude der durch die Pulsationseinrichtung 44 erzeugten Pulsation anregbar ist und im Resonanzzustand die Pulsation zu einer eine Resonanzfrequenz und eine Resonanz- druckamplitude aufweisenden ResonanzSchwingung des Prozessga ses PG verstärkbar ist. In addition, the reactor system 38, which has a static process gas pressure, is designed as an acoustic resonator 49, which has respective resonance frequencies that define a resonance state. The process gas PG can form a gas column capable of resonance in the reactor system 38, so that the resonator 49 can be excited by the pulsation frequency and / or the pulsation pressure amplitude of the pulsation generated by the pulsation device 44 and, in the resonance state, the pulsation becomes a resonance frequency and a resonance pressure amplitude having resonance oscillation of the process gas PG can be amplified.
Die Prozessgaszuführungseinheit 40 und die Prozessgasabfüh rungseinheit 41 umfassen jeweils eine einen Druckverlust er zeugende Druckverlust-Erzeugungseinrichtung 50, wobei die Druckverlust-Erzeugungseinrichtungen 50 so ausgebildet sind, dass wahlweise einer der Resonanzzustände des Resonators 49 einstellbar ist. Die Druckverlust-Erzeugungseinrichtungen 50 begrenzen ein schwingfähiges bzw. ein im Betriebszustand schwingendes System 37 des Reaktorsystems 38 geometrisch und hinsichtlich des Prozessgasvolumens der ausgebildeten, reso nanzfähigen Gassäule. Die Druckverlust-The process gas supply unit 40 and the process gas discharge unit 41 each include a pressure loss generating device 50 which generates a pressure loss, the pressure loss generating devices 50 being designed such that one of the resonance states of the resonator 49 can be set as desired. The pressure loss generating devices 50 delimit a system 37 of the reactor system 38 that can oscillate or oscillate in the operating state, geometrically and with regard to the process gas volume of the gas column which is capable of resonance. The pressure loss
Erzeugungseinrichtungen 50 verhindern somit eine Ausbreitung der ResonanzSchwingung über die Druckverlust-Generating devices 50 thus prevent the resonance oscillation from spreading via the pressure loss
Erzeugungseinrichtungen 50 hinaus. Je begrenzter das schwing- fähige bzw. das im Betriebszustand schwingende System 37 ist, desto effektiver ist eine Erzeugung und eine Ausbreitung der ResonanzSchwingung in dem System 37. Die Druckverlust-Erzeugungseinrichtungen 50 sind im Reaktor system 38, insbesondere in der Prozessgaszuführungseinheit 40 und der Prozessgasabführungseinheit 41, in ihrer jeweiligen Position veränderbar angeordnet, wobei im Betriebszustand die Druckverlust-Erzeugungseinrichtungen 50 in ihrer vorab einge stellten Position nicht veränderbar sind. Hierdurch wird si chergestellt, dass sich das im Betriebszustand schwingende System 37 nicht ändert. Generating devices 50 out. The more limited the system 37 capable of oscillating or oscillating in the operating state, the more effective is the generation and propagation of the resonance oscillation in the system 37. The pressure loss generating devices 50 are arranged in the reactor system 38, in particular in the process gas supply unit 40 and the process gas discharge unit 41, so that they can be changed in their respective positions, wherein in the operating state the pressure loss generating devices 50 cannot be changed in their previously set position. This ensures that the system 37, which oscillates in the operating state, does not change.
Die Pulsationseinrichtung 44 des Reaktorsystems 38 ist dazu konfiguriert, die Pulsationsfrequenz und/oder die Pulsations druckamplitude der Pulsation an eine der Resonanzeigenfre quenzen des Resonators 49 so anzupassen, dass der ausgewählte Resonanzzustand erreichbar ist. Besonders bevorzugt wird die Pulsationsfrequenz oder ein ganzzahliges Vielfaches davon in der Nähe der Resonanzfrequenz des Resonators 49 eingestellt, sodass der Resonator 49 angeregt wird und sich eine Resonanz schwingung im schwingfähigen System 37 einstellt. Durch Auf- prägen einer periodischen Pulsation auf das Prozessgas, wobei insbesondere die Pulsationsfrequenz oder ein ganzzahliges Vielfaches davon in der Nähe der Resonanzfrequenz des Resona tors 49 gezielt eingestellt werden, wird eine Verstärkung der eine Resonanzfrequenz und eine Resonanzdruckamplitude aufwei senden ResonanzSchwingung des Prozessgases erzielt. Hierdurch werden die Wärme- und Stoffübertragungseigenschaften des be- vorzugt heißen Prozessgases im Reaktorsystem 38 verbessert. The pulsation device 44 of the reactor system 38 is configured to adapt the pulsation frequency and / or the pulsation pressure amplitude of the pulsation to one of the resonance display frequencies of the resonator 49 so that the selected resonance state can be achieved. Particularly preferably, the pulsation frequency or an integral multiple thereof is set in the vicinity of the resonance frequency of the resonator 49, so that the resonator 49 is excited and a resonance oscillation occurs in the oscillatable system 37. By impressing a periodic pulsation on the process gas, in particular the pulsation frequency or an integer multiple thereof in the vicinity of the resonance frequency of the resonator 49, an amplification of the resonance oscillation of the process gas with a resonance frequency and a resonance pressure amplitude is achieved. This improves the heat and mass transfer properties of the preferably hot process gas in the reactor system 38.
Bei bestimmten Prozessen ist es vorteilhaft den statischen Druck im Reaktorsystem einstellen bzw. regeln zu können. Hierzu weist das Reaktorsystem 38, insbesondere die Prozess gaszuführungseinheit 40 und die Prozessgasabführungsein- heit 41, eine Prozessgasregeleinrichtung 51 auf. Die das schwingfähige bzw. im Betriebszustand schwingende System 37 begrenzenden Druckverlust-In certain processes it is advantageous to be able to set or regulate the static pressure in the reactor system. For this purpose, the reactor system 38, in particular the process gas supply unit 40 and the process gas discharge unit 41, have a process gas control device 51. The system 37, which is capable of oscillating or oscillating in the operating state, limits the pressure loss
Erzeugungseinrichtungen 50 innerhalb der Prozessgasregelein richtung 51 angeordnet. Stromauf der Reaktoreinheit 39 ist somit die Prozessgasregeleinrichtung 51 stromauf der Druck verlust-Erzeugungseinrichtungen 50 und stromab der Reak toreinheit 39 stromab der Druckverlust-Generating devices 50 are arranged within the process gas regulating device 51. Upstream of the reactor unit 39 is thus the process gas control device 51, upstream of the pressure loss generating devices 50 and downstream of the reactor unit 39, downstream of the pressure loss
Erzeugungseinrichtungen 50 angeordnet. Ohne eine solche Pro zessgasregeleinrichtung 51 entspricht der statische Prozess- gasdruck im Reaktorsystem 38 dem Atmosphärendruck. Generating devices 50 arranged. Without such a process gas control device 51, the static process gas pressure in the reactor system 38 corresponds to the atmospheric pressure.
Durch die Anpassung des statischen Prozessgasdrucks im Reak torsystem 38 kann Einfluss auf die Eigenschaften des akusti schen Resonators 49 genommen werden. Strömungswiderstände, akustische Phänomene und Änderungen der stofflichen Eigen- schäften des Prozessgases sowie des darin aufgegebenen Aus gangsstoffes können die ResonanzSchwingung dämpfen. Der Ener gieaufwand zur ResonanzSchwingungserzeugung wird dementspre chend erhöht und/oder die Regelbarkeit der ResonanzSchwingung beeinflusst. Insbesondere kann das Reaktorsystem 38 so an die die Resonanzdruckamplitude der ResonanzSchwingung dämpfende Faktoren angepasst werden. By adapting the static process gas pressure in the reactor system 38, the properties of the acoustic resonator 49 can be influenced. Flow resistances, acoustic phenomena and changes in the material properties of the process gas as well as the raw material used in it can dampen the resonance oscillation. The energy expenditure for generating the resonance oscillation is increased accordingly and / or the controllability of the resonance oscillation is influenced. In particular, the reactor system 38 can thus be adapted to the factors dampening the resonance pressure amplitude of the resonance oscillation.
Ein höherer statischer Prozessgasdruck verändert die akusti schen Eigenschaften des Resonators 49 bspw. dahingehend, dass sich dessen Resonanzeigenfrequenzen verschieben. Aus diesem Grund ist eine Anregung des Reaktorsystems 38 nur durch die Aufprägung anderer Pulsationsfrequenzen auf das Prozessgas PG möglich . A higher static process gas pressure changes the acoustic properties of the resonator 49, for example, to the effect that its resonance display frequencies shift. For this reason, the reactor system 38 can only be excited by impressing other pulsation frequencies on the process gas PG.
Zusätzlich wird die durch die Pulsationseinrichtung 44 auf das Prozessgas aufgeprägte Pulsationsdruckamplitude und damit auch die Resonanzdruckamplitude im Resonanzzustand verstärkt. Zusätzlich weist das Reaktorsystem 38 eine Prozessgaskühl strecke 52, insbesondere eine Quenchvorrichtung, auf, die verwendet wird, um die im Reaktorsystem 38 ablaufende Reakti on zu einem bestimmten Zeitpunkt zu stoppen und / oder den Prozessgasstrom einer maximal zulässigen Temperatur einer nachfolgenden Abscheideeinrichtung 48, insbesondere einem Filter anzupassen. Die Prozessgaskühlstrecke 52, vorzugsweise die Quenchvorrichtung, ist hier in der Prozessgasabführungs einheit 41 stromauf der als Filter ausgebildeten Abscheide- einrichtung 48 angeordnet. In addition, the pulsation pressure amplitude impressed on the process gas by the pulsation device 44 and thus also the resonance pressure amplitude in the resonance state are amplified. In addition, the reactor system 38 has a process gas cooling section 52, in particular a quenching device, which is used to stop the reaction taking place in the reactor system 38 at a certain point in time and / or to stop the process gas flow of a maximum permissible temperature of a subsequent separation device 48, in particular a Adjust filters. The process gas cooling section 52, preferably the quenching device, is arranged here in the process gas discharge unit 41 upstream of the separation device 48 designed as a filter.
Zum Stoppen der Reaktion und / oder zum Begrenzen der Tempe ratur des Prozessgasstromes auf eine maximal zulässige Tempe ratur einer nachfolgenden Abscheideeinrichtung wird dem durch das Reaktorsystem 38 pulsierend strömenden, heißen Prozess- gasstrom über die Prozessgaskühlstrecke 52 ein Kühlgas zuge mischt, bevorzugt Luft, besonders bevorzugt Kalt- oder Druck luft. Die über die Prozessgaskühlstrecke 52 zugemischte Luft kann gegebenenfalls je nach Anforderung vorab gefiltert oder konditioniert werden. Darüber hinaus ist es möglich alterna- tiv zur Luft-/ Gas- Zumischung eine Eindüsung einer verdamp fenden Flüssigkeit, z.B. von Lösungsmitteln oder verflüssig ten Gasen, vorzugsweise jedoch von Wasser vorzunehmen. To stop the reaction and / or to limit the temperature of the process gas flow to a maximum permissible temperature of a subsequent separator, a cooling gas, preferably air, is added to the hot process gas flow pulsing through the reactor system 38 via the process gas cooling section 52 Cold or compressed air. The air mixed in via the process gas cooling section 52 can optionally be filtered or conditioned in advance, depending on the requirement. As an alternative to air / gas admixture, it is also possible to inject an evaporating liquid, e.g. solvents or liquefied gases, but preferably water.
Die im Reaktorsystem 38 angeordnete als Quenchvorrichtung ausgebildete Prozessgaskühlstrecke 52 kann Einbauten aufwei- sen oder wird ohne Einbauten im Reaktorsystem 38 verbaut. An dere Gase, wie z. B. Stickstoff (N2), Argon (Ar), andere Inert- oder Edelgase oder dergleichen sind ebenso als Kühlgas einsetzbar . The process gas cooling section 52, which is arranged in the reactor system 38 and designed as a quench device, can have internals or is installed in the reactor system 38 without internals. Other gases, such as. B. nitrogen (N2), argon (Ar), other inert or noble gases or the like can also be used as cooling gas.
Weiterhin kann zweckmäßigerweise stromauf des mindestens ei- nen Reaktors 46 eine als Prozessgas-Furthermore, upstream of the at least one reactor 46, a process gas
Volumenstromregelungseinrichtung 53 ausgebildete Armatur 54 angeordnet sein. Bevorzugt ist die Prozessgas- Volumenstromregelungseinrichtung 53 stromab der Pulsations einrichtung 44 angeordnet. In als Prozessgaszuleitung 55 aus gebildeten Strömungskanälen 18 ist nach einem Strömungskanal- weg 56 jeweils mindestens eine Armatur 54 angeordnet, wobei die mindestens eine in den Strömungskanälen 18 angeordnete Armatur 54 untereinander gleich ist und der Strömungskanal- weg 56 untereinander gleich lang ist. Volume flow control device 53 designed valve 54 be arranged. The process gas volume flow control device 53 is preferably arranged downstream of the pulsation device 44. In flow channels 18 formed as process gas supply line 55, at least one fitting 54 is arranged after a flow channel path 56, the at least one fitting 54 arranged in flow channels 18 being identical to one another and flow channel path 56 being equally long to one another.
Die Prozessgas-Volumenstromregelungseinrichtung 53 ist insbe- sondere als Gleitschieberventil, Regelventil, Regelhahn oder regelbare Irisblende ausgebildet. Die Prozessgas- Volumenstromregelungseinrichtung 53 weist eine Regelgenauig keit von kleiner gleich 3 %, bevorzugt von kleiner gleich 2 %, besonders bevorzugt von kleiner gleich 1 % und am meis- ten bevorzugt von kleiner gleich 0,5 % auf. Die eine hohe Re gelgenauigkeit aufweisende Prozessgas-Volumenstromregelung ist notwendig, um durch die ResonanzSchwingung verursachte Rückkopplungen auf den Prozessgas-Volumenstrom zu minimieren bzw. zu vermeiden. Insbesondere sind hohe Regelgenauigkeiten des Prozessgas-Volumenstroms beim Einsatz eines eine Prozess- gas-Teilereinrichtung 2 aufweisenden Prozessgas- Teilersystems 1 notwendig, sodass das schwingfähige bzw. im Betriebszustand schwingende System 37 stabil betreibar ist. The process gas volume flow control device 53 is designed in particular as a sliding slide valve, control valve, control valve or controllable iris diaphragm. The process gas volume flow control device 53 has a control accuracy of less than or equal to 3%, preferably less than or equal to 2%, particularly preferably less than or equal to 1% and most preferably less than or equal to 0.5%. The process gas volume flow control, which has a high level of control accuracy, is necessary in order to minimize or avoid feedback on the process gas volume flow caused by the resonance oscillation. In particular, high control accuracies of the process gas volume flow are necessary when using a process gas divider system 1 having a process gas divider device 2, so that the system 37 which can oscillate or oscillates in the operating state can be operated in a stable manner.
Weist die Reaktoreinheit 39, wie in der Ausführungsform dar- gestellt, eine Vielzahl an Reaktoren 46 auf ist stromauf der Reaktoren 46 ein eine Prozessgas-Teilereinrichtung 2 umfas sendes Prozessgas-Teilersystem 1 angeordnet, sodass jedem Re aktor 46 der Reaktoreinheit 39 mindestens ein als Prozessgas zuleitung 55 ausgebildeter Strömungskanal 18 zugeordnet ist. Bevorzugt ist die die Prozessgas-Teilereinrichtung 2 des Pro- zessgas-Teilersystems 1 stromab der Pulsationseinrichtung 44 angeordnet und jede Prozessgaszuleitung 55 weist eine Pro- zessgas-Volumenstromregelungseinrichtung 53 auf. Jede Pro zessgaszuleitung 55 ist derart ausgebildet, dass jede Pro zessgaszuleitung 55 zwischen der Prozessgas-Teilereinrichtung 2 und einem Reaktoreinlass 57 einen Druckverlust aufweist, wobei der Druckverlust in jeder Prozessgaszuleitung 55 im We sentlichen gleich groß ist. Dies wird dadurch erreicht, dass insbesondere die als Strömungskanäle 18 des Strömungskanal- Systems 19 ausgebildeten Prozessgaszuleitungen 55 eine glei- che Länge 29 und/oder einen gleichen Prozessgaszuleitungsin nendurchmesser und/oder sonstige gleiche Armaturen 54 aufwei- sen. If the reactor unit 39, as shown in the embodiment, has a plurality of reactors 46, a process gas divider system 1 comprising a process gas divider 2 is arranged upstream of the reactors 46, so that each reactor 46 of the reactor unit 39 has at least one process gas supply line 55 trained flow channel 18 is assigned. The process gas dividing device 2 of the process gas dividing system 1 is preferably downstream of the pulsation device 44 arranged and each process gas supply line 55 has a process gas volume flow control device 53. Each process gas supply line 55 is designed such that each process gas supply line 55 between the process gas divider 2 and a reactor inlet 57 has a pressure loss, the pressure loss in each process gas supply line 55 being essentially the same. This is achieved in that the process gas feed lines 55 designed as flow channels 18 of the flow channel system 19 in particular have the same length 29 and / or the same process gas feed line inside diameter and / or other identical fittings 54.
Darüber hinaus weist die Prozessgasabführungseinheit 41 zu mindest eine der Vielzahl der Reaktoren 46 entsprechende Vielzahl an als Prozessgasableitungen 58 ausgebildete Strö mungskanäle 59 auf, wobei jede Prozessgasableitung 58 eine Druckverlust-Erzeugungseinrichtung 50 aufweist. In addition, the process gas discharge unit 41 has at least one of the plurality of the plurality of reactors 46 corresponding to a plurality of flow channels 59 designed as process gas discharge lines 58, each process gas discharge line 58 having a pressure loss generating device 50.
Die Prozessgasableitungen 58 werden zusammengeführt und die Partikel P werden über die Abscheideeinrichtung 48 aus dem Prozessgasstrom, vorzugsweise aus dem heißen Prozessgasstrom, abgetrennt . The process gas discharge lines 58 are brought together and the particles P are separated from the process gas flow, preferably from the hot process gas flow, via the separation device 48.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Prozessgas-Teilersystem (1) umfassend eine Prozessgas- Teilereinrichtung (2) mit einem über einen Prozessgasein laufeinlass (6), einen Prozessgaseinlaufauslass (7), eine Prozessgaseinlauf-Längsmittelachse (A-A) und eine Prozessga- seinlauf-Querschnittsfläche (8) verfügenden Prozessgasein lauf (3), mit einem eine Prozessgasverteiler- Längsmittelachse (B-B), eine Prozessgasverteiler- Querschnittsfläche (9), einen auf einer ersten Stirnflä che (10) angeordneten Prozessgasverteilereinlass (11) und ei- ne Vielzahl an auf einer zweiten Stirnfläche (12) angeordne ten Prozessgasverteilerauslässen (13) aufweisenden Prozess gasverteiler (4), und mit einer mit der Vielzahl der Prozess gasverteilerauslässe (13) korrespondierenden Anzahl an Pro zessgasauslaufeinheiten (5), wobei jede Prozessgasauslaufein- heit (5) einen einen Prozessgasauslaufeinlass (14), einen Prozessgasauslaufauslass (15), eine Prozessgasauslauf- Längsmittelachse (C-C) und eine Prozessgasauslauf- Querschnittsfläche (16) aufweisenden Prozessgasauslauf (17) umfasst, und wobei der Prozessgaseinlauf (3) mit der ersten Stirnfläche (10) des Prozessgasverteilers (4) und die zweite Stirnfläche (12) des Prozessgasverteilers (4) mit den Pro zessgasausläufen (17) der Prozessgasauslaufeinheiten (5) so verbunden sind, dass sich jeweils ein durchgängiger Strö mungsweg (21) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der zweiten Stirnfläche (12) angeordneten Prozessgasausläu fe (17) der Prozessgasauslaufeinheiten (5) in Umfangsrichtung des Prozessgasverteilers (4) gleichverteilt angeordnet sind, jede Prozessgasauslauf-Längsmittelachse (C-C) der Prozessgas ausläufe (17) über den gleichen radialen Abstand (23) zur Prozessgasverteiler-Längsmittelachse (B-B) verfügt und jeder Prozessgasauslauf (17) die gleiche Prozessgasauslauf- Querschnittsfläche (16) aufweist. 1. Process gas divider system (1) comprising a process gas divider device (2) with a process gas inlet inlet (6), a process gas inlet outlet (7), a process gas inlet longitudinal center axis (AA) and a process gas inlet cross-sectional area (8) Process gas inlet (3), with a process gas distributor longitudinal center axis (BB), a process gas distributor cross-sectional area (9), a process gas distributor inlet (11) arranged on a first end face (10) and a large number of on a second end face (12 ) arranged process gas distributor outlets (13) having process gas distributor (4), and with a number of process gas outlet units (5) corresponding to the plurality of process gas distributor outlets (13), each process gas outlet unit (5) having a process gas outlet inlet (14), a process gas outlet outlet (15), a process gas outlet longitudinal center axis (CC) and a process gas outlet cross-sectional area (16) the process gas outlet (17), and wherein the process gas inlet (3) with the first end face (10) of the process gas distributor (4) and the second end face (12) of the process gas distributor (4) with the process gas outlets (17) of the process gas outlet units (5) are connected in such a way that a continuous flow path (21) is formed in each case, characterized in that the process gas outlets (17) of the process gas outlet units (5) arranged on the second end face (12) in the circumferential direction of the process gas distributor (4) are evenly distributed, each process gas outlet longitudinal center axis (CC) of the process gas outlets (17) has the same radial distance (23) to the process gas distributor longitudinal center axis (BB) and each process gas outlet (17) has the same process gas outlet cross-sectional area ( 16).
2. Prozessgas-Teilersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Prozessgasausläufe (17) untereinander eine gleiche Länge (28) aufweisen. 2. Process gas divider system (1) according to claim 1, characterized in that the process gas outlets (17) have the same length (28) with one another.
3. Prozessgas-Teilersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas-Teilersystem (1) ein Strömungskanäle (18) ausbildendes Strömungskanalsys tem (19) aufweist, wobei zweckmäßigerweise jede Prozessgas auslaufeinheit (5) einen Strömungskanal (18) aufweist. 3. Process gas divider system (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the process gas divider system (1) has a flow channel system (19) forming flow channels (18), each process gas outlet unit (5) expediently having a flow channel (18) ) having.
4. Prozessgas-Teilersystem (1) nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Strömungskanäle (18) bevorzugt als Rohr- oder Schlauchverbindung ausgebildet sind. 4. Process gas divider system (1) according to claim 3, characterized in that the flow channels (18) are preferably designed as a pipe or hose connection.
5. Prozessgas-Teilersystem (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strömungskanal (18) strom- ab eines Prozessgasauslaufs (17) an eben diesem angeordnet ist. 5. Process gas divider system (1) according to claim 3 or 4, characterized in that each flow channel (18) is arranged downstream of a process gas outlet (17) on the same.
6. Prozessgas-Teilersystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (18) untereinander eine gleiche Länge (29) aufweisen. 6. Process gas divider system (1) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the flow channels (18) have the same length (29) with one another.
7. Prozessgas-Teilersystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungskanä len (18) nach einem Strömungskanalweg (56) jeweils mindestens eine Armatur (54) angeordnet ist, wobei die mindestens eine in den Strömungskanälen (18) angeordnete Armatur (54) unter einander gleich ist und der Strömungskanalweg (56) unterei nander gleich lang ist. 7. Process gas divider system (1) according to one of claims 3 to 6, characterized in that in the flow channels (18) after a flow channel path (56) in each case at least one fitting (54) is arranged, wherein the at least one in the flow channels (18) arranged armature (54) is the same among each other and the flow channel path (56) among each other is of the same length.
8. Prozessgas-Teilersystem (1) nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die erste oder zweite Stirnfläche (10, 12) des Prozessgasverteilers (4) projizierter Abstand (31) zwischen der Prozessgaseinlauf- Längsmittelachse (A-A) und der Prozessgasauslauf- Längsmittelachse (C-C) eines Prozessgasauslaufs (17) größer oder gleich der Summe von Prozessgaseinlaufradius (32) und einem jeweiligen Prozessgasauslaufradius (33) eines Prozess gasauslaufs (17) ist. 8. Process gas divider system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a distance (31) projected onto the first or second end face (10, 12) of the process gas distributor (4) between the process gas inlet longitudinal center axis (AA) and the process gas outlet longitudinal center axis (CC) of a process gas outlet (17) is greater than or equal to the sum of the process gas inlet radius (32) and a respective process gas outlet radius (33) of a process gas outlet (17).
9. Prozessgas-Teilersystem (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessga- seinlauf-Querschnittsfläche (8) größer oder gleich der Pro zessgasauslauf-Querschnittsfläche (16) jedes Prozessgasaus laufs (17) ist. 9. Process gas divider system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the process gas inlet cross-sectional area (8) is greater than or equal to the process gas outlet cross-sectional area (16) of each process gas outlet (17).
10. Prozessgas-Teilersystem (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessga- seinlauf-Querschnittsfläche (8), die Prozessgasverteiler- Querschnittsfläche (9) und jede Prozessgasauslauf- Querschnittsfläche (16) der Prozessgasausläufe kreisförmig ausgebildet sind. 10. Process gas divider system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the process gas inlet cross-sectional area (8), the process gas distributor cross-sectional area (9) and each process gas outlet cross-sectional area (16) of the process gas outlets are circular.
11. Prozessgas-Teilersystem (1) nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prozessga seinlaufauslassfläche (24) und eine Prozessgasverteilerein lassfläche (25) gleich groß und deckungsgleich ausgebildet sind und/oder eine Prozessgasverteilerauslassfläche (26) und eine Prozessgasauslaufeinlassfläche (27) und gleich groß und deckungsgleich ausgebildet sind. 11. Process gas divider system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a process gas inlet outlet area (24) and a process gas distributor inlet area (25) are designed to be the same size and congruent and / or a process gas distributor outlet area (26) and a process gas outlet inlet area (27) and are of the same size and congruent.
12. Prozessgas-Teilersystem (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Prozess gaseinlauf (3) und Prozessgasverteiler (4) ein Diffusor (34) angeordnet ist und/oder zwischen Prozessgasverteiler (4) und jedem Prozessgasauslauf (17) einer Prozessgasauslaufein- heit (5) eine Düse (35) angeordnet ist. 12. Process gas divider system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a diffuser (34) is arranged between the process gas inlet (3) and the process gas distributor (4) and / or between the process gas distributor (4) and each process gas outlet (17 ) a process gas outlet unit (5) a nozzle (35) is arranged.
13. Prozessgas-Teilersystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (34) sich in Strömungsrich tung des Prozessgases (PG) kontinuierlich erweitert und/oder die Düse (35) sich in Strömungsrichtung des Prozessgases (PG) kontinuierlich verjüngt. 13. Process gas divider system (1) according to claim 10, characterized in that the diffuser (34) expands continuously in the flow direction of the process gas (PG) and / or the nozzle (35) tapers continuously in the flow direction of the process gas (PG) .
14. Prozessgas-Teilersystem (1) nach Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Diffusor (34) und Düse (35) in ihrer entsprechenden Längsmittelachse (A-A, C-C) eine unter- schiedliche Länge (61, 62) aufweisen. 14. Process gas divider system (1) according to claims 9 or 10, characterized in that the diffuser (34) and nozzle (35) have a different length (61, 62) in their corresponding longitudinal center axis (A-A, C-C).
15. Prozessgas-Teilersystem (1) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas- Teilersystem (1), insbesondere der Prozessgasverteiler (4), als Hohlraum (60) ausbildet ist. 15. Process gas divider system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the process gas divider system (1), in particular the process gas distributor (4), is designed as a cavity (60).
16. Verwendung eines Prozessgas-Teilersystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Reaktorsystem (38) zur Herstellung und/oder Behandlung von Partikeln (P) in einem schwingenden Prozessgasstrom, insbesondere einem Pulsations reaktor. 16. Use of a process gas divider system (1) according to one of the preceding claims in a reactor system (38) for the production and / or treatment of particles (P) in an oscillating process gas flow, in particular a pulsation reactor.
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