Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania czastek ciala stalego ze strumienia gazu i urzadzenie do usuwania czastek ciala stalego ze strumienia gazu.Do usuwania czastek ciala stalego ze strumienia gazu stosuje sie zwykle cyklon ze szczelnymi scianami.Cyklon taki posiada styczny przewód doprowadzajacy gaz, centralny wylot dla oczyszczonego gazu i centralny otwór wyladowczy dla usunietych z gazu czastek ciala stalego. Ponadto posiada on szczelne sciany wykonane z metalu lub innego materialu. Zaleznie od temperatury gazu i od uzytego materialu, sciany cyklonu powinny byc korzystnie chlodzone.Znane sa wynikj badan przedstawiajace wplyw róznych parametrów na usuwanie czastek ciala stalego z gazu w cyklonie. Oprócz wlasciwosci gazu i czastek ciala stalego istotny wplyw na odpylanie ma równiez konstrukcja cyklonu. Obok wymiarów cyklonu, które okreslaja podstawowe stosunki strumieni, równiez i areo- dynamiczny profil strumienia gazu skierowanego na wewnetrzne sciany cyklonu ma wplyw na skutecznosc odpylania.W cyklonach o znanej budowie mozna skutecznie odpylac gazy zawierajace tylko niewielka ilosc czastek ciala stalego wjednostce objetosci.Tak jest na przyklad z czastkami ciala stalego, które mocno przywieraja do scian i/lub maja sklonnosc przywierania do siebie nawzajem. Toprzyleganie, spowodowane wirowaniem wewnatrz cyklonu mieszaniny gazu i czastek ciala stalego moze spowodowac zatkanie sie otworu wyladowczego i/lub wylotu gazu. Przez to pogor¬ szy sie odpylanie, lub cyklon nie bedzie dzialal skutecznie jako odpylacz tego rodzaju czastek. Przy innych materialach nalezy zabezpieczyc sciany przed dzialaniem usuwanych czastek ciala stalego, aby zapobiec zanie¬ czyszczeniu czastek przez odbity material sciany jak równiez zapobiec zniszczeniu scian. Nalezy równiez zabez¬ pieczyc sciany przed korozja spowodowana chemicznym dzialaniem gazu.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wyzej wymienionych wad i niedogodnosci.Sposób wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze strumien nieoczyszczonego gazu kieruje sie stycznie do wewnetrznych powierzchni cyklonu, zwróconych do strumienia nieoczyszczonego gazu, wykonanych przynaj-2 93 532 mniej w czesci z porowatego materialu i równoczesnie przez porowate sciany wprowadza ste z zewnatrz ao wnetrza cyklonu pluczacy gaz, tak zeby na wewnetrznych powierzchniach porowatych scian powstal ochronny film gazowy.Urzadzenie wedlug wynalazku majace postac cyklonu charakteryzuje sie tym, ze jest ono wyposazone w porowate wewnetrzne sciany usytuowane tak, ze pomiedzy zewnetrznymi szczelnymi scianami cyklonu i poro¬ watymi wewnetrznymi scianami sa utworzone wolne przestrzenie, do których doprowadzone sa przewody dopro¬ wadzajace gaz pluczacy.Sposobem wedlug wynalazku i przy uzyciu urzadzenia wedlug wynalazku mozna usuwac z gazu takie czastki ciala stalego, które w innych warunkach prowadza do zatkania przewodów lub scierania powierzchni cyklonu. Do czastek takich naleza przede wszystkim czesciowo oczyszczone(pigmenty, takie jak Ti02 otrzymane z chloropochodnych tytanu.Przykladem zastosowania sposobu wedlug wynalazku jest odpylanie gazu zawierajacego czastki ciala stale¬ go, które powstaja w prowadzonej w fazie gazowej, w temperaturze okolo 800— 1500°C, reakcji pomiedzy meta¬ lem lub halogenkiem metalu, na przyklad chlorkiem tytanu, cynku, chromu, zelaza, krzemu, cyrkonu lub glinu, a zawierajacym tlen gazem.Gaz pochodzacy z reakcji sklada sie glównie z chlorowca, na przyklad chloru, oraz gazu obojetnego, takiegojak azot i/lub tlenek wegla i z tlenu.W sposobie wedlug wynalazku mozna podczas oczyszczania stosowac temperature powyzej 400°C; tempe¬ ratura taka ma duzy wplyw na usuwanie czastek ciala stalego. Jednakze przy zastosowaniu temperatury powyzej 400°C oczyszczone czastki ciala stalego, które czesciowo osadzaja sie jako pigment, z niejasnych jeszcze przyczyn wykazuja sklonnosc do przylegania do scian, wzglednie do zlepiania.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia cyklon, a fig. 2— polaczone ze soba dwa cyklony.Na fig.l i 2 pokazane sa przewody 1, 2, 3 i 10 sluzace do doprowadzania wzglednie odprowadzania gazu i/lub czastek ciala stalego, szczelne sciany 4 i 5, porowate sciany 6 i 7 oraz przestrzen pomiedzy scianami 8 i 9.Zgodnie z fig.l nieoczyszczony .gaz zawierajacy czastki ciala stalego wprowadza sie poprzez przewód doprowadzajacy 1 stycznie do powierzchni cyklonu. Odpylone czastki ciala stalego odprowadza sie przez kró- ciec2. . m¦' . ¦ .Oczyszczony w znacznym stopniu z czastek ciala stalego gaz odprowadzany jest przewodem 3 polaczo¬ nym z rozdzielaczem. Cyklon posiada szczelny plaszcz zewnetrzny 4. Równiez przewód 3 odprowadzajacy gaz posiada szczelny plaszcz zewnetrzny 5. Wewnetrzna strona cyklonu i przewodu odprowadzajacego gaz wylozona jest porowatymi scianami 6 i 7.Do przestrzeni 8 i 9 pomiedzy szczelnym plaszczem a porowata sciana wprowadzony jest poprzez przewód doprowadzajacy gaz pluczacy, taki jak chlor, azot, tlenek wegla lub gaz wtórny pochodzacy z reakcji.Porowata sciane mozna laczyc ze szczelnym plaszczem na rózne sposoby, na przyklad poprzez zlepianie, nitowanie, lutowanie, spawanie lub laczenie srubami. Polaczenie powinno byc przede wszystkim szczelne, przy czym nieznaczny przeplyw gazu nie wykluczajego stosowania.Gaz pluczacy wprowadzany przez przewód doprowadzajacy 10 wciska sie przez porowate sciany do wnetrza cyklonu. Doprowadza to do powstania na wewnetrznej stronie porowatej sciany filmu gazowego w po¬ staci cienkiej warstewki gazu.Gaz ten powoduje, w przypadku gdy uzyty jest w dostatecznej ilosci, ze wirujace czastki ciala stalego nie przylegaja do scian. Zapobiega on równiez osadzaniu sie czastek ciala stalego na oplukiwanych scianach.Na fig.2 przedstawiono inne mozliwe rozwiazanie cyklonu z porowatymi scianami. Cyklon taki w dolnej czesci jest jeszcze raz przedzielony. Zatem mozliwe jest, aby porowate sciany dopasowac do tradycjonalnego cyklonu za pomoca nowego rozwiazania dolnej czesci cyklonu i dobrania odpowiednich wymiarów wewne¬ trznych. Porowate sciany moga byc wykonane z dowolnego materialu.Decydujacy wplyw przy wyborze materialu na porowate sciany maja korozja i sily wiazania. Materialem takim moze byc metal lub nie metal, taki jak material ceramiczny, wegiel, wzglednie grafit. Porowate sciany mozna uzyskac poprzez spiekanie, tloczenie lub wiercenie3 lub na drodze elektrolitycznej. Mozliwe jest równiez zastosowanie wkladki z sita lub tkaniny.Przez porowate sciany musi przeciskac sie gaz, od tego wiec uzalezniony jest wybór sposobu wykonania scian. Nalezy tak dobrac gaz, aby zachowal sie on jak gaz szlachetny (helowiec) wobec gazu zawierajacego czastki ciala stalego, wobec ziarn ciala stalego, wobec materialów w cyklonie i wobec uzytych aparatów.Najkorzystniej jest uzywac kazdorazowo ochlodzonego i oczyszczonego gazu wtórnego pochodzacego z re¬ akcji.93532 3 * Celowe jest powlekanie porowatych powierzchni strumieniami gazu pluczacego, który przedostaje sie przez porowate sciany. W rozwazaniach nad wynalazkiem wymienia sie równiez wielkosc wyznaczajaca charakterysty¬ ke zasilania gazem przez sciany i majaca wymiar: litr gazu.na godzine na cm2 porowatej powierzchni sciany.Zasilanie gazem pluczacym zalezne jest od wymiarów cyklonu, od ilosci odpylanego gazu oraz od wielkosci i gestosci czastek ciala stalego. W przypadku gdy zasilanie jest za male, wtedy cienka warstewka gazu jest ze sciany sciagana i moze to doprowadzic do tworzenia sie osadu i/lub uszkodzenia materialu sciany. Natomiast gdy zasilanie gazem jest za duze, wówczas czastki ciala stalego powracaja z powrotem do strumienia gazu, co znacz- nie pogarszaodpylanie. • ¦ • Najlepiej gdy ilosc gazu pluczacego jest tak dobrana, ze wielkosc wyznaczajaca zasilanie miesci sie w grani¬ cach pomiedzy 1 a 200, w szczególnosci pomiedzy 5 a 100 litrów na godzine na cm2 porowatej powierzchni • sciany. .Przy tym sposobie odpylania korzystne jest odpylanie gazu zawierajacego ziarna ciala stalego w kilku cyklonach z porowatymi scianami. Dzieki burzliwemu przeplywowi i mozliwosci spotykania sie czastek ciala stalego, czastki aktywne, sklonne do przylegania oraz czastki nieaktywne i/lub czesciowo oczyszczone moga tworzyc duzy zlepek, którego usuniecie w zwyklych cyklonach lub innym sposobem nie przedstawia zadnych trudnosci.. * .# * Mozna stwierdzic, ze. dodatek nieznacznej ilosci wody od okolo 0,05 do niewiele ponad 3%, wplywa na aktywnosc czastek ciala stalego. Wode mozna dodawac w postaci pary przy pomocy specjalnego agregatu parowego umieszczonego w przewodzie gazowym lub wprowadzac bezposrednio do cyklonu w poblize osi wzdluznej cyklonu. Dzieki temu mozna uzyskac zwiekszenie aglomeracji, w tym samym poprawe odpylania.Wynalazek ma te zalety, ze pozwala na zapobieganie osadzaniu sie czastek ciala stalego, dzieki czemu mozliwe jest usuwanie w sposób ciagly i bez zaklócen ciezkich i sklonnych do przylegania czastek ciala stalego.Wynalazek ponadto pozwala na usuwanie czastek ciala stalego w wysokich Uflfipfcfiturach bez niszczenia scian, dzieki czemu mozliwe jest odpylanie zanieczyszczen powodujacych w innych ^posobadi straty vw materia¬ le scian.Sposób wedlug wynalazku objasniaja dokladniej podane nizejprzyklady. * Przyklad I. 60 l/h cieklego czterochlorkutytanu (TiCl4) odparowuje sie, ppclju^twa i wprowadza do reaktora w temperaturze 450°C. Jednoczesnie ogrzewa sie w luku elektrycznym do terripriitury okolo 1800°C gazowa mieszanine tlenu i azotu i wprowadza w strefe reakcji prostopadle do strumienia TtóU. Zgodnie z równa¬ niem TiCl4 + 02^Ti02 + 2 C12 otrzymuje sie dwutlenek tytanu (Ti02) i chlor (C12). Po dodaniu azotu i chloru i przeponowej wymianie ciepla, gaz zawierajacy Ti02 wprowadza sie do rozdzielacza przedstawionego na fig. 2.Sciany wewnetrzne tego rozdzielacza sa wykonane z grafitu. Mieszanina gazu i czastek ciala stalego ma na 'wejsciu temperature 435°C. Zewnetrzne sciany cyklonu chlodzone sa woda. Sciany zewnetrzne przez które nie przepuszcza sie gazu, wykonane sa z nierdzewnej stali.Wchodzacy gaz zawiera okolo 90 g Ti02 w 1 m3 gazu o temperaturze 435°C. Porowate sciany oplukiwane sa azotem, którego ilosc wynosi 10 litrów na'godzine na cm2 powierzchni. Jako powierzchnie odniesienia przyjmuje sie powierzchnie wewnetrzna cyklonu (5500 cm2), która zaopatrzona jest w porowate sciany.Doswiadczenie prowadzi sie wciagu 6 godzin. Podczas trwania doswiadczenia usuwa sie z cyklonu 61% wyprodukowanego Ti02. W otworzonym po zakonczeniu doswiadczenia cyklonie nie stwierdza sie zadnych zatkanych miejsc, a uzyskany produkt odznacza sie pozadana jakoscia.Nastepnie oszacowuje sie ubytki scian wykonanych z grafitu, spowodowane dzialaniem dwutlenku tytanu.W cyklonie poddanym 25 doswiadczeniom trwajacym w sumie ponad 200 godzin nie stwierdza sie zmian jakosci uzyskiwanego produktu oraz nie stwierdza sie ubytków scian.Przyklad II. Kolejnosc oraz sposób prowadzenia doswiadczenia jak w przykladzie I. Mieszanine gazu i czastek ciala stalego doprowadza sie do odpylania w takich samych warunkach jak w przykladzie I. Cyklon z porowatymi scianami zastepuje sie cyklonem z chlodzeniem wodnym, bez porowatych scian. Cyklon ten, którego sciany zbudowane sa z aluminium, posiada takie same wymiary wewnetrzne jak cyklon z przykladu I.Po okolo 30 minutach trwania doswiadczenia otwór wyladowczy calkowicie sie zatyka i dalsze odpylanie jest niemozliwe.Pr z y k l ad III. Kolejnosc i sposób prowadzenia doswiadczenia jak w przykladzie I. Odpylony gaz po opuszczeniu cyklonu z porowatymi scianami, przez które przeplywa gaz pluczacy, wprowadza sie do cyklonu z przykladu U.Doswiadczenie przerywa sie po 8 godzinach. W cyklonie z porowatymi scianami usuwa sie 58% wyprodu¬ kowanego Ti02 a w cyklonie bez porowatych scian 23%. W przylaczonym cyklonie bez porowatych scian nie powstaja zadne osady.4 93 532 Przyklad IV. Kolejnosc i sposób przeprowadzania doswiadczenia jak w przykladzie III. Do goracego gazu przed wejsciem do cyklonu zaopatrzonego w porowate sciany, wprowadza sie w sposób ciagly 0,5 kg/godz. pary wodnej. Po 8 godzinach doswiadczenia przerywa sie. W obu cyklonach sumaryczna ilosc usunietego Ti02 wynosi 95,5%. PL PL PL PL PL PL PL