JPS6220129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の技術分野 本発明は焼結金属フイルターを使用する方法に
関する。特に本発明は焼結金属フイルターを使用
するヒユームドシリカの製造法に関するものであ
る。 発明の背景技術 ヒユームドシリカの製造法は周知である。たと
えば、1981年10月５日付のCampの米国特許出願
308286号明細書にはアルコキシシランの燃焼によ
るヒユームドシリカの製造法が記載されている。
この方法によれば、アルコキシシランを燃焼させ
てヒユームドシリカ粒子を形成させ、ついで燃焼
ガス及びヒユームドシリカ粒子を熱交換器に通送
する。燃焼ガスはついで急角度で巻回した長い一
連の管の連結体からなる凝集器に通送する。この
凝集器はヒユームドシリカ粒子をバツグフイルタ
ーによつて分離し得るように該粒子の粒度を増加
させるためのものである。 ついで燃焼ガス及びヒユームドシリカ粒子一連
のサイクロンに通送してヒユームドシリカ粒子を
分離し、ついで最後に燃焼ガス及び残留するヒユ
ームドシリカ粒子をバツグフイルターの通送して
残留ヒユームドシリカ粒子を燃焼ガスから分離す
る。燃焼ガスをバツグフイルター組立体に通送し
た後、燃焼ガスは大気に放出される。サイクロン
及びバツグフイルターから捕集されたヒユームド
シリカ粒子が十分に乾燥されていない場合にはそ
れらを焼成炉に送り、そこでヒユームドシリカ粒
子を100℃以上の温度に種々の時間加熱して湿分
を除去する。焼成炉からとり出された後、ヒユー
ムドシリカ粒子は0.01〜1.0重量％の範囲の水分
含量をもつことが好ましい。 その時点で、ヒユームドシリカ粒子は通常１〜
2.5ポンド／立方フイートの密度を有する。つい
で、これらの粒子を緻密化装置に送入してそれら
の密度を４〜５ポンド／立方フイートに増加させ
ることが望ましい。ヒユームドシリカはシリコー
ンエラストマー組成物中に補強用充填剤として使
用される場合の大部分の用途に対しては高い密度
をもつことが望ましい。さらに、焼成炉にサイク
ロンを付属させて焼成炉から放出されるガスをこ
のサイクロンに送入し、そこでこれらのガスから
できるだけ多量のヒユームドシリカを除去するよ
うにすることができる。回収されたシリカは焼成
炉に還付してヒユームドシリカ粒子の回収率を最
大とすることができる。 上記したバツグフイルターは一般にいくつかの
バツグからなり、各バツグは燃焼ガスがバツグを
通過するための小孔を有するテフロン製マトリツ
クスからなる。ガスはこれらのバツグを通つて流
れそしてヒユームドシリカはテフロンマトリツク
ス中に埋封されるようになる。特定の操作法に応
じて、すなわちヒユームドシリカの生成量及び処
理装置中のバツグフイルターの数に応じて１分、
２分、３分又は４分毎に、バツグフイルターに通
送される燃焼ガスの流れを停止させる。ついでこ
のバツグフイルターに不活性ガス、たとえば窒
素、を燃焼ガスの流れと向流的に吹込んでヒユー
ムドシリカ粒子をテフロンマトリツクスから脱着
させかつ該粒子をフイルターの底部に落下させ、
そこで該粒子を捕集して焼成炉に通送する。 かゝる一連のサイクロン及びバツグフイルター
を使用することによつて、バーナー炉中で形成さ
れるヒユームドシリカの97％まで、より好ましく
は99％までを回収し得る方法を提供することがで
きる。しかしながら、この方法は多くの不利益を
もつ。特にバツグフイルターの使用は多数の不利
益をもたらす。バツグフイルターはヒユームドシ
リカ粒子の適当な分離を行なうために該フイルタ
ーに連通する一連のサイクロンを有することが望
ましいことに留意すべきである。さもないとバツ
グフイルターは適当に作動しないであろう。すな
わち、サイクロンを使用しなければ、過度に多量
のヒユームドシリカが余りに短時間でバツグ中に
捕集され、したがつて不活性ガスを余りにも頻繁
にバツグフイルターに吹込まなければならない。
さらに、ヒユームドシリカ粒子をできるだけ完全
に分離するためには、ヒユームドシリカ粒子の高
い回収率、好ましくは上述したごときヒユームド
シリカ粒子の高い回収率、すなわち97〜99％の回
収率を達成するためにサイクロンを備えることが
必要である。バツグフイルターの使用に伴う別の
問題はバツグにシリカ粒子が充填された場合にバ
ツグを洗浄化することがきわめて困難で時間の
かゝる特別の清浄化処理を必要とする点である。
さらに、時間がたつとバツグの布がすり切れるよ
うになり、交換しなければならなくなる。 したがつて、ヒユームドシリカの製造法におい
て、ヒユームドシリカ粒子の分離のためにバツグ
フイルターを使用することは全体として望ましい
ほど効率的ではない。さらに、かゝる方法は分離
工程の達成のために追加の機器、たとえばサイク
ロン及び凝集器の使用を必要としかつバツグフイ
ルター中のバツグを定期的に交換する必要がある
点で費用がかゝるものであつた。Campの米国特
許出願SN308286号明細書に記載されるごときヒ
ユームドシリカの製造のための前述した方法はア
ルコキシシランの燃焼によるものである点に留意
すべきである。しかしながら、ヒユームドシリカ
の製造のためのもつとも普通の方法はたとえばメ
チルトリクロルシラン、ジメチルジクロルシラ
ン、トリメチルクロルシラン、四塩化珪素及びそ
の他のクロルシラン類のごときクロルシラン類の
燃焼によるものである。これらのクロルシラン類
はヒユームドシリカの製造のためのもつとも安価
なかつもつとも普通に入手し得る出発物質であ
る。上記Campの米国特許出願308286号明細書に
記載されているごとき相違に加えて、クロルシラ
ンの燃焼によるヒユームドシリカの製造における
主たる相違は燃焼ガスを大気中に放出する前に塩
化水素ガス及び塩素をその他の腐食性不純物とと
もに燃焼ガスから除去する必要がある点である。
この目的を達成するために、種々の手段、たとえ
ばスクラバー、苛性アルカリ塔等を使用するこ
と、すなわち燃焼ガスをバツグフイルターに通送
した後、これらのガスをついでスクラバーに、さ
らについで苛性アルカリ塔に送入して燃焼ガスか
ら腐食性不純物を除去し、しかる後燃焼ガスを大
気中に放出することが記載されている。さらに
Campの米国特許出願308286号記載の方法と区別
されるごときクロルシラン類の製造法及びクロル
シラン類を燃焼してヒユームドシリカを製造する
方法における相違点は他にもあるが、これらは本
発明の方法とは関係がないのでこゝでは省略す
る。 焼結金属フイルターは当業者には既知のもので
あり、たとえばShahの米国特許第4328353号明細
書に記載されているので参照されたい。この特許
明細書には直接法によるクロルシランの製造にお
ける生成物流から触媒粒子を除去して珪素及び銅
触媒粒子を反応器に再循環し得るようにするため
に焼結金属フイルターを使用することが開示され
ている。しかしながら、本発明者の知る限りにお
いて、焼結金属フイルターは本発明で意図するご
ときヒユームドシリカの製造法においてはこれま
で使用されたことはなかつた。 本発明の一目的はヒユームドシリカの製造にお
いて形成されたヒユームドシリカ粒子を燃焼ガス
から分離するために焼結金属フイルターを使用す
る効率的なヒユームドシリカの製造法を提供する
にある。 本発明の目的はヒユームドシリカの製造法にお
いて焼結金属フイルターを使用することによつて
ヒユームドシリカ粒子を燃焼ガスから99.5％より
高い、好ましくは99.99％より高い回収率で回収
する、燃焼ガスからのヒユームドシリカの効率的
な分離法を提供するにある。 本発明のさらに別の目的はサイクロン及びバツ
グフイルターの代りに焼結金属フイルターを使用
しかつヒユームドシリカをクロルシラン類の燃焼
によつて製造する、燃焼ガスからのヒユームドシ
リカ粒子の最適の分離法を提供するにある。 さらに本発明は、燃焼ガスからのヒユームドシ
リカ粒子の分離を焼結金属フイルターの使用によ
つて最適化せしめた、アルコキシシランの燃焼に
よるヒユームドシリカの製造のための効率的な方
法を提供することを一目的とするものである。本
発明のこれらの目的及びさらにその他の目的は以
下の開示によつて達成される。 発明の要約 上述の目的に従つて、本発明はつぎの工程： (a) シラン類をバーナー炉中で燃焼させてヒユー
ムドシリカ粒子及び燃焼ガスを成させ； (b) 燃焼ガス及びヒユームドシリカ粒子を焼結金
属フイルターに通送してヒユームドシリカ粒子
を燃焼ガスから分離しそしてヒユームドシリカ
粒子を捕集する； 工程からなる燃焼ガスからのヒユームドシリカ
の分離に焼結金属フイルターを使用するヒユーム
ドシリカの製造法を提供するものである。 本発明において原料として使用するシラン類は
クロルシラン類でも又はCampの米国特許出願
308286号明細書に開示されるごときアルコキシシ
ラン類でもよい。 焼結金属フイルターを操作する際の主たる条件
は焼結金属フイルターに導入される燃焼ガスの温
度が好ましくは135℃より低くないこと、特に好
ましくは150℃より低くないことである。また、
焼結金属フイルターを通過する際の燃焼ガスの圧
力低下が１ポンド／平方インチを超えないことが
好ましい。さらに焼結金属フイルターは電気的に
十分接地されていること及び過剰の静電荷がフイ
ルター部材上に蓄積しないことが必要である。さ
もないと、向流的に吹込まれるガスがヒユームド
シリカ粒子を金属フイルターカートリツジから脱
着させることがきわめて困難になり、ある場合に
は不可能になるおそれがある。ヒユームドシリカ
の製造における焼結金属フイルターの操作に関す
る上述の及びその他の条件は以下により詳細に説
明されるであろう。すでに述べたごとく、本発明
の方法はヒユームドシリカがクロルシラン類の燃
焼によつて製造される場合の燃焼ガスからのヒユ
ームドシリカの分離における焼結金属フイルター
の使用にのみ限定されるものでなく、焼結金属フ
イルターはヒユームドシリカが任意のシランの燃
焼によつて製造される場合について形成されるヒ
ユームドシリカの分離に使用し得るものである。 発明の詳細な開示 本発明の方法に使用される焼結金属フイルター
は金属製の容器又はハウジングユニツト及びその
内部に配置された金属管から構成される。金属管
はガスを流通せしめ得るが大部分のヒユームドシ
リカ粒子又はその他の固体物質を通過せしめ得な
い小孔又は小開口部をもつマトリツクスを有す
る。このフイルターは固体粒子を含むガスを金属
容器内に通送し、ついで金属管又はフイルター棒
中の小孔に通送し、そこで固体粒子を表面孔中に
埋封、保有させ、ガスはフイルター棒中の小孔を
通じてかつ中空のフイルターコアを通じて一連の
工程中の他の装置に向けてとり出すという方式で
操作される。燃焼ガスを焼結金属フイルターに送
り込みそしてそれかなとり出すために必要な力は
焼結金属フイルターへの入口から中空のフイルタ
ー棒管の出口までの圧力低下によつてもたらされ
る。この圧力差はガスを中空フイルターに通じか
つ中央環を通じて放出する作用を果す。焼結金属
フイルターは好ましくはクロム、ニツケル及び鉄
の合金であるインコネル（Inconel）のような合
金から構成される。この型の材料又は合金は燃焼
ガス中に存在し得る塩化水素又は塩素のような腐
食性蒸気による分解、劣化に対して耐性である。 焼結金属フイルターは好ましい操作条件で操作
されることが望ましい点に留意すべきである。フ
イルターが好ましい操作条件で操作されない場合
には、フイルター棒中の小孔は金属とともに溶融
するヒユームドシリカ粒子によつて閉塞されるよ
うになるおそれがある。かゝる閉塞が起る場合に
は、工程全体の操業を停止してフイルターを工程
の流れからとり出すことが必要である。ついで焼
結金属フイルター棒をフイルターハウジングから
とり出しそしてフイルターを水酸化ナトリウム又
は水酸化カリウムと水の溶液のような苛性アルカ
リ溶液浴中に浸漬することによつて清浄化するこ
とが必要である。これはヒユームドシリカ粒子が
フイルターの有孔部中に溶着又は埋封されるよう
になるのでそれを苛性アルカリ溶液中に浸漬して
固体粒子をフイルターから除去することが必要で
あるためである。いずれにしても、長時間の使用
後にはフイルターを上記のごとく洗浄又は処理し
て焼結金属フイルターを最高効率に維持すること
が必要になり得る。この定期的な洗浄及び種々の
使用期間後に必要となるであろうフイルター棒の
交換以外にはかゝる焼結金属フイルターの保守に
必要な事項はほとんどない点に注目すべきであ
る。さらに、処理工程中に、焼結金属フイルター
を１〜３分又は４分程度の期間操作した後に焼結
金属フイルターからの工程流を中断しそしてそれ
までの燃焼ガスの流れに対して向流的に熱ガス
（燃焼ガスの露点より高い温度における）を逆流
通させることが必要である。この向流ガス流はヒ
ユームドシリカ粒子をフイルターから吹きとばし
そしてフイルター組立体の底部にあるホツパー中
に捕集せしめるであろう。ヒユームドシリカはつ
いで焼成炉に送られるか又は貯蔵あるいは任適当
な処置に供される。このガスの逆吹込み時間は通
常分単位の短時間である。この工程は逆吹込み操
作を工程を完全に操業停止にして行なつてもよく
又は燃焼ガス流を一系列の焼結金属フイルターか
ら別の系列の焼結金属フイルターに切換えて、す
なわち一系列の焼結金属フイルター（こゝで系列
とは一又はそれ以上の焼結金属フイルターの列が
並列的に操作されていることを意味する）がフイ
ルター管からヒユームドシリカを除去するために
任意の非凝縮性ガス又は不活性ガスの逆吹込みを
受けている間、別の一系列の焼結金属フイルター
は燃焼炉からの燃焼ガスの過を行なつているよ
うに操作してもよい。後者の方法を用いれば、こ
の工程はフイルターからヒユームドシリカ粉末を
脱着させるための逆吹込み操作を行なうために工
程を閉鎖する中断時間なしに実質的に連続的に行
なうことができる。 焼結金属フイルターの望ましい操作のためには
いくつかの必要条件がある。フイルターの操作に
おいてもつとも望ましいかつもつとも必要な条件
は燃焼ガス及びヒユームドシリカ粉末の混合物を
フイルターに導入する際の下限温度である。さら
に、燃焼ガス及びヒユームドシリカが焼結金属フ
イルターの入口に導入される温度は少なくとも
135℃、より好ましくは少なくとも150℃又はそれ
以上であることが一般に望ましい。その理由は燃
焼ガスの温度が上記限定値よりも低い場合、特に
135℃よりも低い場合には、ガスは焼結金属フイ
ルター上で種々の蒸気の凝縮を生起し、したがつ
て生成物であるヒユームドシリカの湿潤表面上へ
の速やかな凝集のために凝縮物の充填をもたらす
からである。さらに、かゝるガスの凝縮の結果と
して、ヒユームドシリカ粒子はフイルター中で金
属上にペーストを形成しかつフイルター中の開口
部又は小孔を閉塞する傾向をもつであろう。フイ
ルターは135℃以下の温度で操作可能であるが、
かゝる条件下ではこの処理工程の運転を中断して
フイルターを前述したごとく苛性アルカリ溶液で
洗浄しなければならなくなるまで焼結金属フイル
ター中での有効操作時間が短かくなる点が認識さ
れなければならない。さらに、燃焼ガスの温度が
高ければ高いほど、蒸気の凝縮を生起せしめるフ
イルター中の隔離された低温のスポツトが存在す
る機会はより少なくなる。 焼結金属フイルターの操作における別の必要な
条件はフイルターを通じて圧力低下が起ることで
ある。一般に、圧力低下は2.5ポンド／平方イン
チ、より好ましくは1.0ポンド／平方インチを超
えるべきではない。圧力低下が大き過ぎる場合に
は、この場合にもフイルターを通過するガスの流
通速度はきわめて大であろうが、フイルターを通
じての大きな圧力低下はシリカが金属表面に衝突
するためにフイルター管内の孔が閉塞される傾向
をもたらしかつヒユームドシリカ粒子がフイルタ
ー管中の孔から吹戻されることをより困難にする
であろう。 焼結金属フイルターの操作中に必要な一条件は
フイルターが適当に接地されていなければならな
い点である。フイルターが適当に接地されていな
い場合には、フイルター上に温度に高い静電荷が
蓄積し、その結果ヒユームドシリカ粒子はフイル
ター上に接着する傾向があるので、これらの粒子
は吹戻し操作の間に吹きとばされず、したがつて
捕集されないであろう。したがつて、焼結金属フ
イルターは電気的接地が1.0オームより小さい接
地抵抗、より好ましくは0.5オームより小さい接
地抵抗をもつように接地されることが好ましい。
フイルターがそのように接地される場合には、フ
イルター中に高い静電気は蓄積されず、静電気は
生じても直ちに散逸されるであろう。 したがつて、フイルターの効率的な操作のため
には三つの主要な条件がありそして上述した一般
的範囲内でこれらの条件は個々特定の処理工程に
ついて焼結金属フイルターの最高の性能をもたら
すように変えることができる。れらの条件の望ま
しい範囲が求められるならば、接地抵抗は0.1か
ら0.5オームより小さい値の範囲が好ましいこと
に留意すべきである。フイルターの操作温度は
150゜〜300℃の範囲であるべきでありそして圧力
低下は燃焼ガスがフイルターを通過する間に0.1
〜1.0ポンド／平方インチであるべきことが好ま
しい。 フイルターを最大効率で操作するために望まし
い条件は上記以外にもある。効率の一測定法は
過速度を測定することである。フイルターを閉塞
することなしに過速度が大であるほど効率もよ
り高い。フイルターの平均表面速度に関しては、
最大効率を達成するためにはフイルター棒中の孔
を通過する燃焼ガスの表面速度が１〜６フイー
ト／分であることが好ましい。過速度を規定す
る別の方法としては１分当り過面積１平方フイ
ート当り除去されたヒユームドシリカのグレーン
数によつて表わす方法があげられる。かゝる過
速度は個々特定のフイルターの型及びその表面積
及び単位装置中のフイルターの数に応じて１分当
り過された空気１立方フイート当りヒユームド
シリカ20〜120グレーンの範囲で変動し得る。フ
イルターの処理能力に関しては、これもまたフイ
ルターの寸法及びフイルターの個々特定の系列に
対しては該系列中のフイルターの数に応じて変動
するであろう。したがつて、典型的なフイルター
の一系列についていえば、フイルターの処理能力
は燃焼ガス１立方フイート当りヒユームドシリカ
10グレーン以下から燃焼ガス１立方フイート当り
ヒユームドシリカ200〜300グレーン程度まで処理
し得る範囲で変動する。既に述べたとおり、フイ
ルターの表面速度、１分当り表面積１平方フイー
ト当りのグレーン数で表わした過速度及び燃焼
ガス１立方フイート当りのグレーン数で表わした
フイルターの処理能力についての範囲はフイルタ
ーの大きさ及びフイルター中のフイルター棒の数
及び焼結金属フイルターの一系列中の焼結金属フ
イルターの数に応じて変動し得る。上記の数値は
長さ５フイートで約62.2平方フイートの過面積
をもつフイルター棒についてのものである。しか
しながら、既に述べたとおり、これらの寸法及び
能力はフイルターの設計方法及びその中に形成さ
れた過面積の大きさに応じてフイルター毎に変
動し得る。さらに、フイルターの最大効率の操作
のために及びフイルターを掃除又は分解しそして
フイルター棒を洗浄し又は交換する必要が生ずる
前にフイルターを最長期間使用するために上述し
た手段は操作中にフイルターを通じて生起する圧
力低下及びフイルターに導入される燃焼ガスの入
口温度について上述した限定である。さらにこれ
ら二つの限定とともに、焼結金属フイルターの接
地も必要な手段である。 これら三つの要件がヒユームドシリカ製造法に
おいて上述した範囲内にある場合には、焼結金属
フイルターはフイルター棒の洗浄又は交換のため
に停止時間を最低限に抑えて良好な効率で操作し
得るのであろう。これはヒユームドシリカのより
効率的な製造をもたらすのみならず、フイルター
の保守費の節減をも達成するであろう。このフイ
ルターは上記限定要件の一又はそれ以上を限定範
囲外としても操作可能であるが、これらの条件下
ではより短時間の運転のみが可能であり、その後
フイルターを操業ラインから外して洗浄し又場合
によつては交換することが必要となるであろう。 上記の三条件、すなわち必要な接地、圧力低下
及びフイルター中への燃焼ガスの導入温度、から
の逸脱及び逸脱の程度は操作時間の短縮の度合及
び必要となる洗浄の頻度等を決定するであろう。
他方、既に述べた規定範囲内においては、個々特
定のヒユームドシリカ製造工程に対する最適条件
を求めるために実験が必要であろう。しかしなが
ら、最適の条件が得られるかどうかに関係なく、
焼結金属フイルターが上記範囲内の条件で操作さ
れる限りヒユームドシリカ製造工程において良好
な操作条件が達成されるであろう。 以下本発明において焼結金属フイルターを操作
する好ましい方法を説明する。ヒユームドシリカ
は燃焼炉中で水素、天然ガス及びシランを燃焼用
空気で燃焼させることによつて形成されることが
好ましい。シランはアルコキシシラン又はその他
の型のシランであり得るが、もつとも好ましくは
シランはクロルシランであることが望ましい。ク
ロルシランはモノメチルトリクロルシラン、ジメ
チルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、
メチル水素ジクロルシラン及びテトラクロルシラ
ン及びその他のクロルシランのような任意のクロ
ルシランであり得る。テトラクロルシラン、メチ
ルトリクロルシラン及びメチル水素ジクロルシラ
ンはもつとも安価でありかつ利用し得るもつとも
入手容易なクロルシランであるので、これらを使
用してヒユームドシリカを製造することが好まし
い。その他のメチルクロルシラン類及びフエニル
クロルシラン類、さらにビニルクロルシラン類も
ヒユームドシリカの製造に利用し得るが、これら
はより高価でありかつ他の用途をもつので本発明
の目的には好ましくは利用されない。さらに、メ
チルクロルシラン類の中でメチルトリクロルシラ
ン、メチル水素ジクロルシラン及びテトラクロル
シランはそれら自体としての用途が限られており
かつその他のシラン類と比較してヒユームドシリ
カの製造に利用するのに経済的に有利であるの
で、これらが本発明の目的に好ましく使用され
る。 さらに、Campの米国特許出願308286号明細書
の方法に記載されるごとく、アルコキシシラン類
及びその他の型のシラン類もヒユームドシリカの
製造に使用し得ることに留意すべきである。しか
しながら、これらの方法は利点も有するが、一般
にヒユームドシリカの製造にはクロルシラン以外
の他の型のシランを使用することはより高価につ
くので、工業的市場においてもつとも入手容易で
あるクロルシラン類の使用が好ましい。 したがつて、シラン類を選定し、蒸気化し、つ
いで燃焼炉内で空気及び水素ガス（又はある種の
他の酸化剤）を用いて燃焼させる。好ましくは、
クロルシラン類をまず90℃以上の温度、好ましく
は90゜〜150℃の温度に加熱してそれらを蒸気化
し、ついでそれらを適当な燃焼温度まで加熱す
る。最大の構造及び粒度をもつヒユームドシリカ
粒子を得るために燃焼炉は800〜2300℃の温度、
より好ましくは1600〜1900℃の温度で操作するこ
とが好ましい。ついで燃焼炉の底部に燃焼ガス冷
却用の空気を導入して燃焼ガスを慣用の熱交換器
中で処理し得るようにする。燃焼ガスは400〜600
℃の温度まで冷却されることが好ましい。つい
で、かゝる冷却されたガスを熱交換器に通送す
る。この熱交換器は作動中の化学装置中に使用さ
れる任意の流体の加熱のために利用され得る。た
とえばかゝる熱交換器は水を水蒸気に転化するた
めのものであり、転化された水蒸気は慣用的に水
蒸気を利用する種々の目的に使用し得る。熱交換
器は使用しなければならないものではない。焼結
金属フイルター中で燃焼ガスを処理し得るように
それらを冷却するための任意の手段、たとえば十
分な冷却用空気を使用し得る。この手段によつて
ヒユームドシリカの燃焼ガスの温度は300℃又は
それ以下に低下する。この温度についても何等臨
界的な制限はない。燃焼ガスの望ましい冷却温度
は単に燃焼ガスが熱交換器又は任意の他の装置を
通過後にそれらをフイルター中で処理し得るよう
な温度である。さらに、この温度の低減は燃焼ガ
スが燃焼炉の下部で急冷された後に該ガスの温度
を低下させるための好ましい温度である。ついで
燃焼ガスは凝集器に通送されてヒユームドシリカ
の粒度を増加させ得る。しかしながら、これは本
発明にとつて必須ではない。焼結金属フイルター
はヒユームドシリカ粒子の粒度が凝集器によつて
増加されない場合でさえもシリカ粒子の少なくと
も99.5％を分離するであろう。したがつて、本発
明は凝集器の操作の必要性及びその費用を排除し
得るものであり、この点が本発明の方法の別の利
点である。 ついでヒユームドシリカ粒子及び燃焼ガスは通
常135゜〜300℃の範囲の温度で焼結金属フイルタ
ー組立体の入口に通送されることが好ましい。既
に述べたとおり、燃焼ガスは焼結金属フイルター
の入口において望ましい入口温度の下限値をもつ
べきである。焼結金属フイルター中に捕集された
ヒユームドシリカ粒子はついで貯蔵されてもよく
又は700℃以上の温度で操作されている基本的に
は乾燥炉である焼成炉に送入してヒユームドシリ
カ中に存在し得る水分及び酸を除去する処理を行
なつてもよい。ヒユームドシリカの水含量は0.01
〜１重量％であることが好ましい。焼成炉での処
理後、ヒユームドシリカ粒子をさらに緻密化する
必要がある場合には、それらを緻密化装置に送入
して粒子の粒度及び密度を増大させることができ
る。かゝる緻密化装置はコンベアベルト上にある
か又はコンベアベルトを備えない２つのローラー
からなる簡単なものでよく、これらのローラー間
を通じてヒユームドシリカ粒子塊が絞り出される
ことにより目的を達成し得る。この手段によつ
て、ヒユームドシリカの密度は４〜５ポンド／立
方フイートまで増加し得る。この密度水準はシリ
コーンエラストマー組成物の製造において充填剤
として使用されるべきヒユームドシリカ粒子につ
いて望ましいものである。 塩化水素ガスを含有するフイルターからの燃焼
ガスはついでスクラバーに通送して化学装置にお
いて必要に応じて使用し得るHCl水溶液をガスか
ら分離し得る。一方スクラバーで精製されたガス
はついで別のスクラバーに通送してさらに塩素不
純物を包含する他の不純物を該ガスから除去す
る。 その時点までに、ガスはほゞ大気温度に等しい
温度をもつようになりそして大気中に排出し得
る。上述した本発明の方法によつて、一般に少な
くとも99.5％、好ましくは99.99％のヒユームド
シリカを燃焼ガスから除去するように燃焼ガスか
らシリカを除去することができる。燃焼ガスから
回収されたかゝるヒユームドシリカは種々の充填
剤としての目的のために使用することができる。
上述した方法に示されるごとく、フイルターは断
続的に使用される１個のフイルター又は一系列の
フイルターから構成され得る。すなわち１個の又
は一系列のフイルターが過を行なつている間に
他の１個のフイルター又は一系列のフイルターは
吹戻し処理に付され、それによつてフイルター棒
上に保有されていたヒユームドシリカ粒子は脱離
される。かく脱離さたヒユームドシリカ粒子はフ
イルター底部で捕集されそして前述したごとく使
用することができる。さらに焼結金属フイルター
を使用すれば、バツグフイルターを用いた場合の
ごとく前述した回収率を達成するためにサイクロ
ンを使用する必要はない点に注目すべきである。 つぎに、本発明に従つて燃焼ガスからヒユーム
ドシリカ粒子を回収するために焼結金属フイルタ
ーを使用するヒユームドシリカの製造法の好まし
い一実施態様についてその工程の概略を示す第１
図を参照しつつ説明する。バーナー炉１０のバー
ナー焔のある端部、すなわちノズル端部中に管１
２から水素を、管１４から天然ガスを、管１６か
ら燃焼用空気をそれぞれ導入する。既に述べたと
おり、好ましくはクロルシランを気化器２２中で
高温に加熱し、そこで加熱されたクロルシランを
管２４を経て燃焼炉１０の上端２６に供給する。
ついでそこで形成されたヒユームドシリカ粒子及
び燃焼ガスを圧力によつて燃焼炉１０の底部３２
に向けて通送させる。燃焼炉１０の底部３２には
管３０を経て冷却用空気を供給し、そこで燃焼ガ
スの温度を900℃より低い範囲、好ましくは400〜
600℃の範囲に冷却する。しかしながら、熱交換
器の使用によつて熱を保存することを希望しない
場合には、燃焼ガスを焼結金属フイルター中で処
理し得るようにガスの温度を300℃又はそれ以下
に低下するに十分な冷却用空気又はその他の手段
を使用することができる。燃焼ガスは好ましくは
400〜600℃の温度範囲まで冷却され、ついで燃焼
炉１０の底部３２及び管３４を経て熱交禍器３６
に通送される。水は管４０を経て熱交換器３６に
送入されそして管４２を経てプロセス水蒸気又は
熱水としてとり出される。300℃又はそれ以下で
あるが135〜150℃より低くない温度に冷却された
ガスはついで熱交換器３６から送出され、管５０
を経て単一のフイルター又は一系列のフイルター
であり得る焼結金属フイルター組立体６４に通送
される。捕集されたヒユームドシリカはついで管
６６を経て焼成炉６７に送入される。焼成路６７
はヒユームドシリカの水含量をそれをシリコーン
エラストマー組成物中に充填剤として使用し得る
ように所望の水準まで減少させるために使用され
る。純窒素又は窒素と空気の混合物を水分の駆逐
を助長するために水蒸気とともに管６８，６９及
び７０を経て焼成炉６７に通送する。焼成炉６７
はシリカ中の水分を追出すために100℃以上の温
度、好ましくは約700℃の温度において操作され
る回転炉である。水分及び若干の懸濁状ヒユーム
ドシリカ粒子を含むガスをついで管７１を経てサ
イクロン７２に送入し、そこで大部分のヒユーム
ドシリカ粒子を分離し、こらの粒子を管７３を経
て焼成炉６７に還付する。サイロン７２からのガ
ス管７４を経て大気中に抜出す。塩化水素が充填
剤中に含まれることは望ましくないので、ヒユー
ムドシリカ粒子中に残存する塩化水素の完全な追
出しを助けるために水蒸気を焼成炉６７中に通送
することに留意すべきである。 ヒユームドシリカは焼成炉６７から管７５を経
て緻密化装置７６に送られる。緻密化装置７６は
ヒユームドシリカの密度を４〜５ポンド／立方フ
イートの範囲に増大させる。この範囲の密度はシ
リコーンエラストマー組成物に使用されるべきヒ
ユームドシリカにとつて好ましいものである。緻
密化装置７６は当業者には周知のごとくヒユーム
ドシリカを小さな空隙に押入れてその密度を増加
させるためのコンベアベルト上に配置された単に
２個のローラー又は一連のローラーから構成され
るものであり得る。緻密化装置７６からのヒユー
ムドシリカは管７７を経て貯蔵器に送られる。 焼結金属フイルターでヒユームドシリカのほと
んど全量を除去した後、該フイルターから流出す
る燃焼ガスはついで管８０を経てスクラバー塔８
２に送られる。逆吹込みガスは既に説明したごと
く管８３を経てフイルター６４に間歇的に通送さ
れる。そこでガスはHCl水溶液で洗滌され、この
洗液は塔８２の底部８４で捕集されて管８５、ポ
ンプ８６及び管８８，９０，９２及び９４を経て
塔８２の頂部１００に再循環される。水は塔８２
中に必要とされる場合、管１０２を経て管８８に
通送される。HCl水溶液は塔８２の底部８４にお
いて約32％HClの濃度まで濃縮された後、管１０
６及びポンプ１０８及びさらに管１１０を経て
かゝるHClを使用しようとする任意の目的のため
に供される。 塔８２からの排出ガスは該塔の頂部１００から
管１２０及びブロアー１２１を経て苛性アルカリ
スクラバー１２６の底部１２２に送られる。ブロ
アー１２１は燃焼ガスをこの系を通じて追出すた
めに系内に圧力差を生じさせるために必要であ
る。苛性アルカリスクラバー１２６の頂部１２８
には苛性アルカリを管１３０を経て導入し、これ
は管１２０を経て苛性アルカリスクラバー１２６
の底部１２２に入る燃焼ガスに対して向流的に流
れる。苛性アルカリ溶液は苛性アルカリスクラバ
ー１２６中で塩素不純物のような不純物をNaOCl
及びその他の化合物の形で捕集しそして管１４０
を経て任意適当な方法で処分する。苛性アルカリ
スクラバー１２６の頂部１２８を経て流出する燃
焼ガスはついで管１５０を経て除去される。これ
らのガスは大気中に放出される前にフイルター
（図示せず）に通送することもできる。大部分の
現場ではフイルターを使用する必要はないであろ
う。 この方法を使用する結果として、大部分の不純
物を除去された、したがつて大気中に放出するに
適当な燃焼ガスを大気中に抜出すことが可能とな
る。さらに、HClガスを回収しそしてそれをHCl
水溶液を必要とする処理装置中で任意の方法で使
用し又は所望ならば販売することさえも可能であ
る。加うるに、前述したごとく、焼結金属フイル
ターの使用により、燃焼ガスから一般に99％のヒ
ユームドシリカを、好ましくは少なくとも99.5％
のヒユームドシリカを回収することができる。焼
結金属フイルターはサイクロンの使用を必要とせ
ずかつバツグフイルターよりも所要維持費が少な
いので操業上より経済的である。 本発明の方法を当業者により詳細に教示するた
めに、ヒユームドシリカの製造に第１図に示した
と同様の装置を用いかつ焼結金属フイルターを使
用する場合の代表的な操業条件を第表に示す。
装置及び方法は第１図の好ましい実施態様につい
て上述したものと同様である。第表に示したこ
れらの条件は代表的なものであり、それはかゝる
方法において使用される焼結金属フイルターの操
作温度及び圧力及びフイルター能力を例証するも
のである。勿論、これらは本発明を何等限定する
ものではない。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は燃焼ガスからヒユームドシリカ粒子を
分離するために焼結金属フイルターを使用する本
発明の好ましい方法を示す工程図解図である。 １０…燃焼炉、１２…水素導入管、１４…天然
ガス導入管、１６…燃焼用空気導入管、２２…シ
ラン気化器、２４…シラン導入管、３６…熱交換
器、６４…焼結金属フイルター組立体、６７…焼
成炉、７２…サイロン、７６…緻密化装置、８２
…スクラバー塔、１２１…ブロアー、１２６…苛
性アルカリスクラバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ つぎの工程： (a) シラン類をバーナー炉中で燃焼させてヒユー
   ムドシリカ粒子及び燃焼ガスを生成させ； (b) 燃焼ガス及びヒユームドシリカ粒子を接地し
   た焼結金属フイルターに通送してヒユームドシ
   リカ粒子を燃焼ガスから分離し；そして (c) ヒユームドシリカ粒子をブローバツクにより
   捕集する； からなる生成ヒユームドシリカの少なくとも99.5
   ％を回収するヒユームドシリカの製造法。 ２ さらに焼結金属フイルターからの燃焼ガスを
   水スクラバーに通送して塩化水素を燃焼ガスから
   除去しかつHClの水性流を形成させそしてスクラ
   バーから精製された第二の燃焼ガス流を除去する
   工程を含む特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ３ バーナー炉からの燃焼ガス及びヒユームドシ
   リカ粒子の流れを焼結金属フイルターに通送する
   前に135℃〜300℃の間の温度に制御する特許請求
   の範囲第１項記載の製造法。 ４ 焼結金属フイルター中を流れる燃焼ガス及び
   ヒユームドシリカ粒子が135℃〜300℃の範囲の温
   度にある特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ５ 焼結金属フイルターに入るガスが少なくとも
   135℃〜150℃の温度にある特許請求の範囲第１項
   記載の製造法。 ６ 焼結金属フイルターを通じての圧力低下が
   2.5ポンド／平方インチを超えない特許請求の範
   囲第１項記載の製造法。 ７ 焼結金属フイルターの有効な電気的接地抵抗
   が1.0オームより小さいものである特許請求の範
   囲第１項記載の製造法。 ８ 焼結金属フイルターを通過する燃焼ガス及び
   ヒユームドシリカ粒子の表面速度が１〜６フイー
   ト／分の範囲で変動し得る特許請求の範囲第１項
   記載の製造法。 ９ バーナー炉中で燃焼させることによりヒユー
   ムドシリカに転化されるべきシランがクロルシラ
   ン類である特許請求の範囲第１項記載の製造法。 １０ クロルシラン類がメチルトリクロルシラ
   ン、ジメチルジクロルシラン、メチル水素ジクロ
   ルシラン、テトラクロルシラン及びそれらの混合
   物から選ばれる特許請求の範囲第９項記載の製造
   法。 １１ バーナー炉中で燃焼させることによりヒユ
   ームドシリカに転化されるべきシランがアルコキ
   シシラン類である特許請求の範囲第１項記載の製
   造法。 １２ 焼結金属フイルターへの燃焼ガスの流れを
   中断し、ガスを燃焼ガスの流れの方向に対して向
   流的にフイルターに吹込んでフイルター内のフイ
   ルター棒からヒユームドシリカ粒子を吹き飛ばし
   て捕集する工程をさらに包含する特許請求の範囲
   第１項記載の製造法。 １３ シラン類をバーナー炉中で燃焼させてヒユ
   ームドシリカ粒子及び燃焼ガスを生成させる工程
   を含むヒユームドシリカの製造法において、燃焼
   ガス及びヒユームドシリカ粒子を焼結金属フイル
   ターに通送してヒユームドシリカ粒子を燃焼ガス
   から分離すること及びその際フイルターに入る燃
   焼ガス及びヒユームドシリカ粒子の温度を少なく
   とも135℃とすることを特徴とする生成ヒユーム
   ドシリカの少なくとも99.5％を回収するシラン類
   からのヒユームドシリカの製造法。 １４ 焼結金属フイルターを通じての圧力低下が
   2.5ポンド／平方インチより小さい特許請求の範
   囲第１３項記載の製造法。 １５ 焼結金属フイルターの有効な電気的接地抵
   抗が1.0オームより小さいものである特許請求の
   範囲第１３項記載の製造法。 １６ バーナー炉中で燃焼させることによりヒユ
   ームドシリカに転化されるべきシランがアルコキ
   シシラン類である特許請求の範囲第１３項記載の
   製造法。