專利名稱：粉狀不均勻物質(zhì)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉狀不均勻物質(zhì)的制備方法。
眾所周知，粉狀不均勻物質(zhì)可由懸浮體、分散體或乳膠體的氧化物和鹽制備。
噴射干燥器(或類似物)常用于干燥懸浮體、分散體或乳膠體。然后用可轉(zhuǎn)動(dòng)的管煅燒(或類似處理)。由于清洗和處理，以及在工廠操作過(guò)程中損失的粉末量將很大或可能很大，投入的人力也很大。
間歇地干燥和煅燒(例如，在隔焰爐中的容器中)是常用的方法。然而，由于擴(kuò)散過(guò)程和粉末中的溫度梯度將使產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)范圍很大。
因此有必要研制一種沒(méi)有上述缺點(diǎn)的制備粉狀不均勻物質(zhì)的方法。
本發(fā)明提供一種粉狀不均勻物質(zhì)的制備方法，其特征在于在湍流或?qū)恿魅紵髦屑尤胍环N分散體、懸浮體或乳膠體。所述分散體、懸浮體或乳膠體在設(shè)定條件下的燃燒器中處理，所得到的反應(yīng)混合物加入下游的流通管中，在此對(duì)粉末做進(jìn)一步處理，然后可任意選擇地將粉末注入一個(gè)洗滌器，一個(gè)分離器或一個(gè)過(guò)濾器，可選擇地進(jìn)行下一步的處理，隨后，通過(guò)合適的設(shè)備運(yùn)輸。
在高溫流動(dòng)反應(yīng)器中，分散體、懸浮體或乳膠體可以呈現(xiàn)氣載顆粒群的狀態(tài)。
可用不可燃熱氣體加熱高溫流動(dòng)反應(yīng)器。
也可以通過(guò)加熱與反應(yīng)空間相鄰的高溫流動(dòng)反應(yīng)器壁，間接加熱反應(yīng)器。
可以用電子等離子體和/或感應(yīng)等離子體加熱。
高能激光光束和/或微波能量可用于輔助加熱高溫流動(dòng)反應(yīng)器。
除分散體、懸浮體或乳膠體外，不可燃反應(yīng)性氣體或蒸氣可注入高溫流動(dòng)反應(yīng)器中。反應(yīng)產(chǎn)物可能是附著在分散體、乳膠體或懸浮體顆粒表面的高度分散的毫微結(jié)構(gòu)的固體。
反應(yīng)產(chǎn)物可以在分散體、乳膠體或懸浮體顆粒上形成均勻分子層，分散體、乳膠體或懸浮體顆粒由單一或多分子層覆蓋。
不可燃反應(yīng)性氣體或蒸氣可以是金屬氯化物和/或有機(jī)金屬化合物，及這些化合物的混合物。
反應(yīng)空間的溫度可高于1000℃。
懸浮體、分散體或乳膠體可以以同軸向、反軸向，或徑向加入反應(yīng)空間。
分散體、乳膠體或懸浮體可徑向加入反應(yīng)空間。
分散體、乳膠體或懸浮體可以是含有或不含溶解“鹽”的固態(tài)懸浮體、溶液、粉末、糊狀物、熔化物或顆粒。分散體、乳膠體或懸浮體通過(guò)霧化、波—斷(wave-breaking)方法形成霧或射流以精細(xì)分散的形式計(jì)量加入反應(yīng)空間。
附圖中所述第二部分氣體可以是空氣、含0-100％氧氣的干燥或潮濕的環(huán)境空氣、水蒸氣、其他蒸氣或氣體、氮?dú)饧邦愃莆铩?br> 燃燒器可以是大家熟知的脈沖式燃燒器。該燃燒器在文獻(xiàn)DD114454中給予了描述。
優(yōu)選采用高湍流燃燒器以改進(jìn)反應(yīng)物的流動(dòng)。特別是使用旋轉(zhuǎn)燃燒器，該燃燒器最好帶有重疊脈沖。
懸浮體，分散體或乳膠體的液相可以是水、醇、液態(tài)有機(jī)碳?xì)浠衔锘蛴袡C(jī)溶劑。
懸浮體，分散體或乳膠體的固體分散相組分可以是下列化合物之一或其混合物鋁、硅、鈰、鋯、鈦、的氧化物、氮化物、碳化物；結(jié)晶出的鋁鹽、硅鹽、鈰鹽、鋯鹽、鑭鹽、鋇鹽；金屬，例如，鎳，銀，鈀，金，銠，鉑，碳黑，有機(jī)化合物。
溶解或不溶的鹽可以是鋁、鈰、硅、鋯、鈦、鑭、鋇、鉑、銠、鈀、銥、鉀、鈣和銨的硝酸鹽、乙酸鹽和氯化物以及這些組分的混合物。
可燃燒氣體，例如，氫氣和/或甲烷可以用作燃料。
燃燒器的溫度為500-2000℃。
燃燒器后的溫度和流通管的還原或氧化氣氛可以由氧氣(來(lái)自燃燒空氣)與氫氣的比率及流動(dòng)速率確定。進(jìn)而，可以在管內(nèi)注入其他反應(yīng)性氣體或惰性氣體和蒸氣。
可以將固體的分散體、乳膠體或懸浮體噴入或滴入燃燒器的火焰中。
水或溶劑蒸發(fā)，生成的粉末在氣體存在下高溫煅燒、氧化或還原和燒結(jié)。粉末因分離設(shè)備(旋風(fēng)分離器、高溫過(guò)濾器)不同在熱氣相中的停留時(shí)間范圍為0.01秒至幾分鐘。因此，質(zhì)量和熱傳遞要比旋轉(zhuǎn)管或隔焰爐好得多。
使用噴射煅燒，需要清洗的表面要比使用旋轉(zhuǎn)管的噴射干燥器后再煅燒小的多，物質(zhì)的損失也要少的多。由于使用了連續(xù)工藝，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)范圍小。與旋轉(zhuǎn)管相比，開(kāi)始和關(guān)閉時(shí)的損失非常低。
旋轉(zhuǎn)管中廢空氣過(guò)濾器/旋風(fēng)分離器中粉末產(chǎn)物質(zhì)量范圍很寬，通常不能使用，而依據(jù)本發(fā)明所述的方法，廢空氣過(guò)濾器/旋風(fēng)分離器中的產(chǎn)物質(zhì)量范圍很窄。
廢空氣就地處理是另一優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)物中的鹽類通常為硝酸鹽、乙酸鹽和銨化合物。它們的分解產(chǎn)物，NO，NH3和CHNO，可以通過(guò)調(diào)整熱廢空氣的組成將其大量減小，或在不須額外加熱情況下通過(guò)下游催化劑處理。
可以制備的產(chǎn)物為不均勻粉末/顆粒1.不同氧化物/金屬/硝酸鹽/碳化物/碳黑的混合燒結(jié)塊和/或混合聚集體。
2.用氧化物/金屬/硝酸鹽/碳化物浸透/覆蓋/包覆的基礎(chǔ)物質(zhì)(載體物質(zhì))(可能為殼狀)。
3.1和2的組合。
由本發(fā)明制備的物質(zhì)可作為催化劑，用于延性陶瓷組分的生產(chǎn)，用于具有量化力學(xué)活性組分的生產(chǎn)，特別用于傳感器和光電活性發(fā)射體及催化劑和吸附劑的氧氣備用品、NOx備用品和CnHm備用品的生產(chǎn)。
本發(fā)明所述方法以附圖詳細(xì)說(shuō)明如下附

圖1顯示一個(gè)燃燒器1，與燃燒器1連接的流通管2，與流通管2連接的洗滌器3，分離器4，過(guò)濾器5和風(fēng)扇6。
依據(jù)本發(fā)明所述的方法，將一種分散體、懸浮體或乳膠體、第二種氣體，燃燒空氣和燃料注入燃燒器1中。將在燃燒器1中反應(yīng)后的混合物加入流通管2?？稍诹鲃?dòng)管2中形成一種還原或氧化的氣氛。已反應(yīng)的反應(yīng)混合物可以在流通管2中處理，以便a)干燥分散體、懸浮體或乳膠體；b)晶體作用中的水蒸發(fā)掉；c)煅燒粉末，將硝酸鹽、乙酸鹽、碳酸鹽分解為氣體；d)粉末被氧化或還原；e)粉末被燒結(jié)；
f)粉末的比表面減少。
粉末通過(guò)流通管2后，如果是制備分散體或避免與空氣接觸，可在清洗器3中處理。
另外，粉末離開(kāi)流通管2后，可以用分離設(shè)備4進(jìn)行分離，例如，高溫簡(jiǎn)單處理。
另一種途徑，粉末用過(guò)濾器5分離后，可在高溫下作長(zhǎng)時(shí)間處理。
廢氣由風(fēng)扇6排出。
實(shí)施例1將溶解有硝酸鉑的氧化鋁/水懸浮體加入燃燒器1中，懸浮體含有400g/l氧化鋁10g/l硝酸鉑800g/l水用氫氣作燃料。
燃燒器溫度為1200℃，停留時(shí)間約為1秒。
旋風(fēng)分離器中分離的粉末是干燥的，不再含有硝酸根離子。鉑以精細(xì)分散的形式沉積在氧化鋁表面。實(shí)施例2將含下列組分的水懸浮體加入燃燒器1400g/l氧化鋁100g/l乙酸鈰100g/l硝酸鋯800g/l水用天然氣作燃料。燃燒器溫度為1000℃。旋風(fēng)分離器分離的粉末干燥后，既不含乙酸根離子，也不含硝酸根離子。氧化鈰、氧化鋯以精細(xì)分離的形式沉積在氧化鋁表面。實(shí)施例3對(duì)含下面組分的潮濕粉末在溫度為900℃的燃燒器中用天然氣處理。
78重量％氧化鋁20重量％水2重量％硝酸鉑旋風(fēng)分離器分離的粉末是干燥的，不再含有硝酸根離子。鉑以精細(xì)分離的形式沉積在氧化鋁的表面。
權(quán)利要求
1.粉狀不均勻物質(zhì)的制備方法，其特征在于將分散體、懸浮體或乳膠體加入湍流或?qū)恿魅紵髦校龇稚Ⅲw、懸浮體或乳膠體以設(shè)定的條件在燃燒器中處理，將得到的反應(yīng)混合物加入下游的流通管中，粉末在管內(nèi)進(jìn)一步處理，粉末隨后可選擇地注入洗滌器、分離器或過(guò)濾器作進(jìn)一步處理，接著通過(guò)合適的設(shè)備運(yùn)輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法和設(shè)備，其特征在于所述分散體、懸浮體或乳膠體在高溫連續(xù)反應(yīng)器中以氣載顆粒群形式存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法和設(shè)備，其特征在于高溫流通管由在管內(nèi)發(fā)生的放熱燃燒反應(yīng)加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法和設(shè)備，其特征在于高溫流通管通過(guò)加入不可燃熱氣體進(jìn)行加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法和設(shè)備，其特征在于高溫連續(xù)反應(yīng)器通過(guò)加熱與反應(yīng)空間相鄰的管壁間接加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法和設(shè)備，其特征在于高溫流通管通過(guò)電等離子體和/或感應(yīng)等離子體加熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法和設(shè)備，其特征在于用高能激光光束和/或微波能量輔助加熱高溫連續(xù)反應(yīng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法和設(shè)備，其特征在于除分散體、懸浮體或乳膠體外，不可燃反應(yīng)性氣體或蒸氣也加入高溫連續(xù)反應(yīng)器中，反應(yīng)產(chǎn)物以高度分散毫微結(jié)構(gòu)沉積到分散體或懸浮體中的懸浮粒子表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法和設(shè)備，其特征在于反應(yīng)產(chǎn)物在分散體或懸浮體中懸浮顆粒上形成均勻分子層，這樣，分散體或懸浮體中懸浮顆粒上覆蓋著單層或多分子層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法和設(shè)備，其特征在于不可燃反應(yīng)性氣體或蒸氣為金屬氯化物和/或有機(jī)金屬化合物，或是這些化合物的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的方法和設(shè)備，其特征在于反應(yīng)空間的溫度高于1000℃。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的方法和設(shè)備，其特征在于懸浮體以同軸向或逆軸向或徑向加入反應(yīng)空間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的方法和設(shè)備，其特征在于分散體或懸浮體以徑向加入反應(yīng)空間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13之一所述方法可以得到的粉狀物質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的粉狀物質(zhì)作為催化劑的用途。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的粉狀物質(zhì)作為催化劑和吸收劑的氧氣備用品、NOx備用品和CnHm備用品的用途。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的粉狀物質(zhì)在生產(chǎn)延性陶瓷組分中的用途。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的粉狀物質(zhì)在生產(chǎn)具有量化力學(xué)活性的組分，特別是傳感器和光電活性放射器中的用途。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的粉狀物質(zhì)在生產(chǎn)玻璃和玻璃陶瓷中的用途。
全文摘要
將懸浮體、分散體或乳膠體加入一燃燒器,隨后可選擇性地進(jìn)行兩段后處理。得到的粉末可用作催化劑。
文檔編號(hào)B01J37/00GK1240674SQ99106259
公開(kāi)日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1999年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月12日
發(fā)明者梅爾廷·弗爾斯特, 安德烈亞斯·古奇, 賴納·多梅斯里, 拉爾夫·基斯林, 奧利弗·施托爾 申請(qǐng)人:德古薩－于爾斯股份公司