Пристрій для одержання високодисперсних оксидів металів

1. Пристрій для одержання високодисперсних оксидів металів, який включає змішувач вихідних компонентів, пальник з кільцевими соплами, реактор, з'єднувальні канали, що мають спільну стінку, який відрізняється тим, що пристрій обладнаний додатковими змішувачами вихідних компонентів, які змонтовані в кожному з з'єднувальних каналів пальника з можливістю створення багатошарового факела полум'я та його регулювання. 2. Пристрій для одержання високодисперсних оксидів металів за п. 1, який відрізняється тим, що спільна стінка каналів додатково містить вікна із заслінками, які встановлені з можливістю зміни площі перерізу вікон. Винахід відноситься до хімічної технології, а саме, до пристроїв для одержання високодисперсних оксидів металів шляхом спалювання парів галогенідів або органогалогенідів металів у полум'ї повітряно-водневого пальника, одержані високодисперсні оксиди після виділення та очищення можуть бути використані для одержання наповнювачів, полімерів, мастил, сировини для пігментів, керамічних матеріалів, скла та інше. Відомий пристрій для одержання високодисперсних оксидів металів, який вміщує пальник, холодильник, змішувачі, кільцеві канали, один з яких використовують для подачі суміші водно кисеньвмісних газу та парів, галогеніду металу та металооксиду та інші канали для допоміжних, стабілізуючих водень і азот, компонентів [див. А.С. СРСР №1213555, М кл. В01В 19/00, 1984р.]. Сукупними ознаками винаходу, що заявляється, та аналогу є пальник з каналами, теплообмінники, змішувач, сопло кільцеве, збірник утвореного продукту. Причини, що перешкоджають одержанню технічного результату винаходу, що заявляється, є недостатня однорідність одержання суміші високодисперсних оксидів в наслідок використання одного змішувача для одного складу суміші, подавання її по одному кільцевому каналу до одного сопла та не можливість вирівнювання і регулювання умов синтезу високодисперсного оксиду по перерізу факелу. Відомий пристрій для одержання високодисперсних оксидів металів, який вміщує ряд пальників, кожний з яких має канали для подачі та змішування, корпус, сопло для спалювання гомогенної суміші пального газу, парів хлоридів металів з повітрям, реактор, вузли збору продуктів реакції [див. деклараційний патент України №65042 А, Мкл. С01В33/18, B01J19/00, 2003p.] найбільш близький за одержаним результатом, сукупністю ознак та вибраний нами за прототип. Сукупними ознаками винаходу, що заявляється, та прототипу є корпус пальника, канали підводу, змішувачі, сопла для спалювання суміші висо (19) UA (11) 85484 (13) (21) a200713932 (22) 12.12.2007 (24) 26.01.2009 (46) 26.01.2009, Бюл.№ 2, 2009 р. (72) ТАРАСЕВИЧ ЮРІЙ СТЕФАНОВИЧ, U A, ГОРБИК ПЕТРО ПЕТРОВИЧ, UA, ТАРАС ГЕННАДІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, UA (73) ІНСТИТУТ ХІМІЇ ПОВЕРХНІ ІМ. О.О. ЧУЙКА НАН УКРАЇНИ, UA (56) UA 65042, A, 15.03.2004 UA 3371, U, 15.11.2004 UA 76477, C2, 15.08.2006 SU 671196, 23.11.1982 SU 1822397, A3, 15.06.1993 RU 2119454, C1, 27.09.1998 EP 1619169, A1, 25.01.2006 C2 1 3 85484 кодисперсних оксидів, реактор, вузли збору продуктів реакції. Причини, що перешкоджають одержанню технічного результату винаходу, що заявляється, є недостатня однорідність одержання суміші високодисперсних оксидів в наслідок не забезпечення однакових умов синтезу високодисперсного оксиду у поперечному перерізу факелу полум'я. В основу винаходу поставлена задача розробити пристрій для одержання високодисперсних оксидів металів, який би ,за рахунок направлення однорідної суміші у факел шарами з можливістю змінювання взаємного положення, складу та енергії компонентів суміші, вирівнювання умов синтезу забезпечив би підвищення ефективності одержання оксидів, розширення асортименту готової продукції. Поставлена задача досягається тим, що пристрій для одержання високодисперсних оксидів металів, яки й включає змішувач ви хідних компонентів, пальник з кільцевими соплами, реактор, з'єднувальні канали, що мають спільну стінку, згідно винаходу, він має додаткові змішувачі вихідних компонентів, які змонтовані в кожному з з'єднувальних каналів пальника з можливістю створення багатошарового факелу полум'я та його регулювання. Крім, того спільна стінка каналів додатково містить вікна із заслінками, які встановлені з можливістю зміни площі перерізу вікон. Направлення однорідної суміші у факел полум'я повітряно-водневого пальника шарами з можливістю змінювання взаємного положення, складу та енергії компонентів дозволяє покращати якість отриманих оксидів та підвищити продуктивність пальника. Зміна складу суміші в окремих шарах дозволяє здійснити керування процесами у факелі, наприклад, підвищити швидкість реакції окислення або гідролізу неорганічних хлоридів, змінити температуру, концентрацію взаємодіючих компонентів у середній та пограничній зоні факелу. Спалювання суміші компонентів тонкими шарами у оточенні надлишкового кисню підвищує повноту горіння і дає можливість використати як водневе, так і вуглевмісне паливо та розширити асортимент хімічних сполук які утворюють оксиди: елементоорганічні, малоактивні неорганічні галогеніди або органогалогеніди металів або їх розчини, наприклад, у різних розчинниках, ввести інертні сполуки, що охолоджують та розбавляють або які вводять щоб підтримати задану температуру та концентрацію у полум'ї. Збільшення кількості шарів, наприклад три або більше трьох, дозволяє підвищити точність керування умовами синтезу оксидів як ламінарному, 4 так і в турбулентному потоках. Кількість шарів у факелі визначають за формулою: n = T1 - T2 D T , де n - кількість шарів; T1, T2 - граничні температури перерізу полум'я; DT - вибраний інтервал температури у шарі полум'я який встановлюється та уточнюється експериментально. Регулювання пошарового горіння вихідної суміші у полум'ї дозволяє підвищити продуктивність промислових агрегатів, покращати якість продукції, застосувати різну сировину при зменшені енергоємності виробництва. Пристрій, який заявляється, схематично представлен на Фіг. Пристрій включає вхід вихідних компонентів 1, змішувач 2, сопло пальника 3, канали 4, що мають стінки 5, вікна 6, заслінки 7, збірник продуктів реакції - реактор 8. Пристрій працює таким чином. Вхідні компоненти поступають в один з змішувачів 2 (див. Фіг.), де, в результаті інтенсивного завихрення, утворюють гомогенну суміш вихідних газоподібних компонентів. У таких же змішувачах 2 готують гомогенні суміші регулюючого складу, які подають тонкими шарами у сопло пальника 3 по роздільним каналам 4. При цьому забезпечується утворення гомогенної суміші у кожному окремому шарі та ламінарна течія потоку у широкому діапазоні швидкостей компонентів у факелі. Одночасно формується задана концентрація компонентів у поперечному перетину факелу, що дозволяє розширити можливість керування умовами синтезу та отримання однорідного, якісного продукту. Стінки 5, де встановлені керовані заслінки 7 для утворення на границі сусідніх каналів 4 додаткового проміжного за складом шару та усереднення складу компонентів на межі сусідніх шарів полум'я. Вихідні компоненти 1 у вигляді багатошарового потоку, згоряють на виході із сопла пальника 3. Утворені при високотемпературної взаємодії часточки оксиду поступають у збірник продуктів реакції - реактор 8. Роздільна зміна складу гомогенної суміші у кожному шарі дозволяє регулювати параметри синтезу(температур у, концентрацію, швидкість реакції) за перетином факелу, що дозволяє підвищити якість отриманого продукту, наприклад, у тонких шарах у колі нагрітого окислювача збільшується повнота горіння вуглецьвмісного палива. Таким чином за рахунок направлення суміші у факел шарами з можливістю змінювання взаємного положення, складу та енергії компонентів суміші забезпечується підвищення ефективності керування процесами отримання оксидів, розширення сировинної бази та асортименту го тової продукції. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85484 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601