專利名稱：粉狀不均勻物質的制備方法
技術領域：
本發明涉及粉狀不均勻物質的制備方法。
眾所周知，粉狀不均勻物質可由懸浮體、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。然后用可轉動的管煅燒(或類似處理)。由于清洗和處理，以及在工廠操作過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，由于擴散過程和粉末中的溫度梯度將使產品的質量波動范圍很大。
因此有必要研制一種沒有上述缺點的制備粉狀不均勻物質的方法。
本發明提供一種粉狀不均勻物質的制備方法，其特征在于在湍流或層流燃燒器中加入一種分散體、懸浮體或乳膠體。所述分散體、懸浮體或乳膠體在設定條件下的燃燒器中處理，所得到的反應混合物加入下游的流通管中，在此對粉末做進一步處理，然后可任意選擇地將粉末注入一個洗滌器，一個分離器或一個過濾器，可選擇地進行下一步的處理，隨后，通過合適的設備運輸。
在高溫流動反應器中，分散體、懸浮體或乳膠體可以呈現氣載顆粒群的狀態。
可用不可燃熱氣體加熱高溫流動反應器。
也可以通過加熱與反應空間相鄰的高溫流動反應器壁，間接加熱反應器。
可以用電子等離子體和/或感應等離子體加熱。
高能激光光束和/或微波能量可用于輔助加熱高溫流動反應器。
除分散體、懸浮體或乳膠體外，不可燃反應性氣體或蒸氣可注入高溫流動反應器中。反應產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構的固體。
反應產物可以在分散體、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。
不可燃反應性氣體或蒸氣可以是金屬氯化物和/或有機金屬化合物，及這些化合物的混合物。
反應空間的溫度可高于1000℃。
懸浮體、分散體或乳膠體可以以同軸向、反軸向，或徑向加入反應空間。
分散體、乳膠體或懸浮體可徑向加入反應空間。
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霧化、波—斷(wave-breaking)方法形成霧或射流以精細分散的形式計量加入反應空間。
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境空氣、水蒸氣、其他蒸氣或氣體、氮氣及類似物。
燃燒器可以是大家熟知的脈沖式燃燒器。該燃燒器在文獻DD114454中給予了描述。
優選采用高湍流燃燒器以改進反應物的流動。特別是使用旋轉燃燒器，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、液態有機碳氫化合物或有機溶劑。
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(來自燃燒空氣)與氫氣的比率及流動速率確定。進而，可以在管內注入其他反應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，生成的粉末在氣體存在下高溫煅燒、氧化或還原和燒結。粉末因分離設備(旋風分離器、高溫過濾器)不同在熱氣相中的停留時間范圍為0.01秒至幾分鐘。因此，質量和熱傳遞要比旋轉管或隔焰爐好得多。
使用噴射煅燒，需要清洗的表面要比使用旋轉管的噴射干燥器后再煅燒小的多，物質的損失也要少的多。由于使用了連續工藝，產品質量波動范圍小。與旋轉管相比，開始和關閉時的損失非常低。
旋轉管中廢空氣過濾器/旋風分離器中粉末產物質量范圍很寬，通常不能使用，而依據本發明所述的方法，廢空氣過濾器/旋風分離器中的產物質量范圍很窄。
廢空氣就地處理是另一優點。產物中的鹽類通常為硝酸鹽、乙酸鹽和銨化合物。它們的分解產物，NO，NH3和CHNO，可以通過調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下游催化劑處理。
可以制備的產物為不均勻粉末/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/包覆的基礎物質(載體物質)(可能為殼狀)。
3.1和2的組合。
由本發明制備的物質可作為催化劑，用于延性陶瓷組分的生產，用于具有量化力學活性組分的生產，特別用于傳感器和光電活性發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。
本發明所述方法以附圖詳細說明如下附
圖1顯示一個燃燒器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，過濾器5和風扇6。
依據本發明所述的方法，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中反應后的混合物加入流通管2。可在流動管2中形成一種還原或氧化的氣氛。已反應的反應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；
f)粉末的比表面減少。
粉末通過流通管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，粉末離開流通管2后，可以用分離設備4進行分離，例如，高溫簡單處理。
另一種途徑，粉末用過濾器5分離后，可在高溫下作長時間處理。
廢氣由風扇6排出。
實施例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℃，停留時間約為1秒。
旋風分離器中分離的粉末是干燥的，不再含有硝酸根離子。鉑以精細分散的形式沉積在氧化鋁表面。實施例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、氧化鋯以精細分離的形式沉積在氧化鋁表面。實施例3對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。鉑以精細分離的形式沉積在氧化鋁的表面。
權利要求
1.粉狀不均勻物質的制備方法，其特征在于將分散體、懸浮體或乳膠體加入湍流或層流燃燒器中，所述分散體、懸浮體或乳膠體以設定的條件在燃燒器中處理，將得到的反應混合物加入下游的流通管中，粉末在管內進一步處理，粉末隨后可選擇地注入洗滌器、分離器或過濾器作進一步處理，接著通過合適的設備運輸。
2.根據權利要求1所述的方法和設備，其特征在于所述分散體、懸浮體或乳膠體在高溫連續反應器中以氣載顆粒群形式存在。
3.根據權利要求1或2所述的方法和設備，其特征在于高溫流通管由在管內發生的放熱燃燒反應加熱。
4.根據權利要求1或2所述的方法和設備，其特征在于高溫流通管通過加入不可燃熱氣體進行加熱。
5.根據權利要求1或2所述的方法和設備，其特征在于高溫連續反應器通過加熱與反應空間相鄰的管壁間接加熱。
6.根據權利要求1或2所述的方法和設備，其特征在于高溫流通管通過電等離子體和/或感應等離子體加熱。
7.根據權利要求1至6之一所述的方法和設備，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反應器。
8.根據權利要求7所述的方法和設備，其特征在于除分散體、懸浮體或乳膠體外，不可燃反應性氣體或蒸氣也加入高溫連續反應器中，反應產物以高度分散毫微結構沉積到分散體或懸浮體中的懸浮粒子表面上。
9.根據權利要求8所述的方法和設備，其特征在于反應產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.根據權利要求8所述的方法和設備，其特征在于不可燃反應性氣體或蒸氣為金屬氯化物和/或有機金屬化合物，或是這些化合物的混合物。
11.根據權利要求1-10之一所述的方法和設備，其特征在于反應空間的溫度高于1000℃。
12.根據權利要求1-10之一所述的方法和設備，其特征在于懸浮體以同軸向或逆軸向或徑向加入反應空間。
13.根據權利要求1-10之一所述的方法和設備，其特征在于分散體或懸浮體以徑向加入反應空間。
14.根據權利要求1-13之一所述方法可以得到的粉狀物質。
15.根據權利要求14的粉狀物質作為催化劑的用途。
16.根據權利要求14的粉狀物質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.根據權利要求14的粉狀物質在生產延性陶瓷組分中的用途。
18.根據權利要求14的粉狀物質在生產具有量化力學活性的組分，特別是傳感器和光電活性放射器中的用途。
19.根據權利要求14的粉狀物質在生產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,隨后可選擇性地進行兩段后處理。得到的粉末可用作催化劑。
文檔編號B01J37/00GK1240674SQ99106259
公開日2000年1月12日 申請日期1999年5月12日 優先權日1998年5月12日
發明者梅爾廷·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 申請人:德古薩－于爾斯股份公司