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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2119381

DEVICE FOR CATCHING Metalle der Platingruppe in der katalytischen Oxidation von Ammoniak

EINRICHTUNG ZUR PGE CATCHING
Die katalytische Oxidation von Ammoniak

Name des Erfinders:. Timofeev NI; Bogdanov VI. Dmitriev VA. Gushchin GM. Shvedov AV. Utkin VV. Loginov ND
Der Name des Patentinhabers: Open Joint Stock Company "Ekaterinburg Anlage zur Verarbeitung von NE-Metallen"
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1997.06.27

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Salpetersäure zur Ausrüstung, insbesondere PGE Gitter für die katalytische Oxidation von Ammoniak einzufangen. Das Gerät verfügt über Fallen, Netzen, gewebte Drahtdurchmesser von 0,06 bis 0,12 mm, eine Dichte von 225 bis 1024 Zellen / cm 2, von denen die erste im Zuge der Bewegung des Gases bei einer Rasterdichte eingestellt sind, befindet sich in Packungen mit 2-4 Stücke mit Turn - Anweisungen Garne in benachbarten Gittern um einen Winkel von 45 o, wobei die Pakete zwischen den Trenngitter gewebt aus Drahtdurchmesser durch~~POS=TRUNC 0,12-0,4 mm, eine Dichte von 49 bis 225 Zellen / cm 2, die Maschenfang angeordnet sind , besteht aus einer Palladium - Legierung gebildet mit Zugabe von 9% Platin, Wolfram oder 0,5 5% Nickel, 0,2% Wolfram, 5% oder Wolfram, Yttrium, 0,1% oder 5% Platin, 5% Kupfer, 0,1 Yttrium. Darüber hinaus, während die erste Gasabscheider mesh Bewegen kann aus einem größeren Durchmesser Draht oder die Drähte mit gleichem Durchmesser hergestellt werden. Der neueste Teil der Verlauf eines Gas Set-Mesh-Falle höherer Dichte oder ein Paket von zwei Netzen, Fallen unterschiedlicher Dichte. Gitterfang kann aus der gleichen Legierung oder aus unterschiedlichen Legierungen oder hergestellt werden. Im Vergleich mit dem ähnlichen Zweck Vorrichtungen offenbarte Vorrichtung stellt eine signifikante Erhöhung in dem Grad der Erfassung von Platin, die Lebensdauer erhöht, um den Verbrauch von Edelmetallen verringert werden. Darüber hinaus bietet die vorgeschlagene Netzbeutel zusätzlichen Schritt der Oxidation von Ammoniak und aufgrund dieser Reduktion in installiert Katalysatornetze.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft für die Herstellung von Salpetersäure zur Ausrüstung, insbesondere für die Netze für PGE in der katalytischen Oxidation von Ammoniak zu kontrollieren.

Bei dem Verfahren der Oxidation von Ammoniak in der Produktion von Salpetersäure Platin-Katalysatoren ist ein Verlust von Platingruppenmetallen. Diese Verluste belaufen sich auf 20 bis 40% der Masse des Katalysators installiert ist, und wenn es keine Recovery-System ist sie unwiderruflich. Platinkatalysatorverlust tritt aufgrund der Oxidationskatalysator Garns und anschließende Verdampfung der Oxide dieser Oxide, und auch wegen eines mechanischen Versagens Bildschirmen.

Derzeit PGM zum Sammeln zusammen in Aggregaten mit Katalysatoren auf die Oxidation von Ammoniak Fallen installiert mesh-Basis-Legierungen von Edelmetallen und Absorbern Erdalkalimetalle.

Aus öffentlich zugänglichen Patentinformationen an das Gerät bekannt, das der Platingruppe zu erfassen, die in Form von Netzen Paket gemacht.

Bekannte Gitter aus Edelmetallen zum Einfangen von Metallen der Platingruppe, insbesondere Platin bei der Oxidation von Ammoniak (Poland Patent 107.548 N, B 01 J 23/96, C 01 B 21/26, Appl. 09/07/77, bei op. 15.08 .80 g). Das Gitter dieser Erfindung umfasst Platin oder Platin-Legierung Draht zusammen mit der Erfassung der bekannten Edelmetalle. Die Form für die Verwendung von Platin oder einer Platin-Legierungsdraht, und dieser Draht wird zwischen dem Draht angeordnet zum Einfangen verwendet wird. Beim Weben Drahtgeflecht oder Platin-Legierung Kett- oder Schuss Gitter in einer Richtung gestapelt.

Jedoch ist ein Nachteil der bekannten Netze, daß wegen der Anwesenheit darin von gewebten Draht Platin Pt den Grad der capture abnimmt. Platin mit einem Platindraht verdampft, wird durch den Gasstrom mitgerissen und fallen nicht auf die Erfassung des Drahtgeflecht. Darüber hinaus hat die Fangdrähte eine geringere katalytische Aktivität und bessere Selektivität gegenüber NO, so dass ein Netz in Bereichen installiert werden, wo es nicht umgesetzte Ammoniak wird den Anteil von NO in den wichtigsten Produktgase nach dem Katalysator zu reduzieren. Wenn das Gitter in solchen Bereichen einstellen, wo kein Ammoniak ist, wird es nicht als Katalysator wirken, und die Anwesenheit eines Platin führen zu seiner unnötig teuer. Darüber hinaus erschwert das Vorhandensein von zwei unterschiedlichen Legierungen Gitterverarbeitung Abfall bei der Herstellung des Gitters erzeugt, und führt somit zu seiner Anerkennung.

Bekannte Gitter aus Edelmetallen zum Einfangen von Metallen der Platingruppe, wie Platin bei der Oxidation von Ammoniak (N-Patent 107.549, B 01 J 23/96, C 01 B 21/26, Appl. 09/07/77, bei op. 8.15.80 g). Gemäß dieser Erfindung wird ein Netzgeflecht Draht aus Edelmetallen unterschiedlicher Dicke umfasst, der Unterschied im Durchmesser des Drahtes 30 bis 1000% beträgt. Zur gleichen Zeit, je dicker der Draht zwischen den Strängen dünnerem Draht alle 10-200 Stränge befinden. Der Draht ist aus einer Legierung mit 80% Palladium und 20% Gold. Grid-Catcher auf dem bekannten Patent zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Effizienz der Erfassungsprozess aus und wirken sich positiv auf den Verlauf des Prozesses, die Steigerung der Produktivität. Jedoch bis zu 1000% Anstieg in der Differenz in den Durchmessern des Drahts unpraktisch, weil der Drahtdurchmesser reduziert Erhöhung seiner Oberfläche und erhöht die Kosten der Edelmetalle, ohne die Sammelfähigkeit des Auffangbeutel erhöht wird. Darüber hinaus erhöht die Leistung von Netzen mit hohem Gehalt an Gold (20%) stark ihr Preis und ihre Verwendung wird durch einen erheblichen Verlust von Gold begleitet.

Bekannte verbesserte Platin trap mesh, insbesondere bei der Synthese von Salpetersäure, sein Herstellungsverfahren und die Verwendung des Gitters (Französisch Patent 2.559.787 N, 22 C B 11/02, 7/00, B 01 J 24/42, 23/90, appl. 22/02/84 war, publ. 23.09.85 Stadt). Das Gitter wird aus Palladium oder Palladiumlegierung aus 10% Gold und gewebt aus Draht mit einem ovalen Querschnitt aufweist.

Nachteilig an dem bekannten Gitter besteht die Schwierigkeit ihrer Herstellung. In mechanischen Abflachung des Drahtes kann eine Krümmung von Zellen sein, die zu Uneinheitlichkeit der Bahn führt und dadurch uneben Bewachsen einzelnen Abschnitte PGM. Darüber hinaus führt die Verwendung von Paketnetzen mit der gleichen Anzahl von Zellen zu einer starken Sättigung von Platin in den ersten Gasnetze, die ein schnelles Wachstum und überwuchert drag. Die Nachteile der bekannten mesh, und kann die Anwesenheit von großen Mengen an Gold-Systems umfassen und damit deren Verlust.

Nach der technischen Natur der näheren Objekt zu dem vorgeschlagenen Paket Netze fangen in dem Ammoniak-Oxidationsverfahren verwendet nach dem russischen Patent N 2009995, C 01 B 21/26, B 01 J 23/56, Appl. 16/11/92, bei op. 30.03. . B. N 6). Der Oxidationsprozess wird auf einem Paket von Netzen aus Edelmetallen aus der Gruppe von Platin, Rhodium, Palladium und Gold bestehenden Gruppe ausgewählt ist durchgeführt, und die Erfassung von dem Gasgemisch unter Verwendung von flüchtigen PGE Paketnetzen und der Sorbensschicht. Bag-Sammler 3 Maschen umfasst Palladiumlegierung mesh - 10% des Golddraht mit einem Durchmesser von 0,092 mm und einer Dichte von 1024 Zellen / cm 2, die hinter den Katalysatornetze (in der Richtung des Gas) von der Standard - Legierungszusammensetzung Platin installiert ist - 15% Palladium, 3,5 % Rhodium, 0,5% Ruthenium.

Ein Nachteil der bekannten Fanggitter ist ihre unebene Sättigung von Platin bei der gleichen Dichte und dem Durchmesser der Drahtgitter in der Verpackung. Strong das erste Gitter überwuchert, 40-50% der Gesamtzahl der gesammelten Paket Platin Sammeln abnimmt in den Gitter Lumens führt zu einer starken Erhöhung der aerodynamische Widerstand des Systems in dem Ausmaß der Operation. All dies verringert die Wirksamkeit von Platin und verkürzen die Sammelfallen Service. Darüber hinaus ist das Fehlen von bekannten Netzen die Anwesenheit von großen Mengen an Gold in der Erfassung und Verlustsystem.

Die Aufgabe, durch die vorgeschlagene Erfindung zu lösende Aufgabe ist es, den Grad der Erfassung von Platin zu erhöhen, die Lebensfänger Netze zu erhöhen und Investitionen Platin und Edelmetalle zu reduzieren.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zum Einfangen der Platingruppe in der katalytischen Oxidation von Ammoniak, umfassend ein Gitterfallen basierende Legierung aus Palladium und feuerfesten Stahlnetz enthält Fallen-mesh gewebtes Drahtdurchmesser von 0,06 bis 0,12 der erfindungsgemäßen Trenn mm, eine Dichte von 225-1024 Zellen / cm 2, von denen die erste im Zuge der Bewegung des Gases bei einer Rasterdichte eingestellt sind, befindet sich in Packungen mit 2-4 Stücke mit einer Umdrehung Richtungen Fäden in benachbarten Gitter um einen Winkel von 45 °, und die Pakete werden zwischen dem Netz befindet, gewebtes Drahtdurchmesser 0,12-0,4 mm, eine Dichte von 49 bis 225 Zellen / cm 2 wird die Maschenfang eines Palladium-Basis - Legierung mit Zusätzen von 9 Gew.% Platin und 0,5 Gew.% Wolfram, oder Palladium-Legierung mit Zusätzen von 5 Gew. % Nickel und 0,2 Gew.% Wolfram oder Palladium-Legierung mit Zusätzen von 5 Gew.% Wolfram und 0,1 Gew.% Yttrium oder Palladium-Legierung mit Zusätzen von 5 Gew.% Platin, 5 Gew.% Kupfer und 0,1 Gew.% Yttrium.

So während der ersten bewegungs Gasabscheidern sind aus Drahtgeflecht oder größer, oder All-Mesh-Separatoren aus dem gleichen Drahtdurchmesser hergestellt werden.

Ferner ist an dem Ende der Vorrichtung (in Richtung des Gas) eine Maschen trap hoher Dichte montiert ist, oder eine Packung von Netzen 2 Fallen unterschiedlicher Dichte. Das Gerät kann aus einem Gitterfallen aus unterschiedlichen Legierungen bestehen.

Installation von Netzen, Fallen Dichte zunächst während der Bewegung des Gases aufgrund der Tatsache, dass der Katalysator durchgeführt wird, direkt für die intensivste Reaktion von Platin und dem ersten Erfassungs weniger dichten Raster auch bei der raschen Zunahme des Durchmessers der Filamente Platinabscheidung ergibt, halten ihre niedrigen aerodynamischen Widerstand. Platinkonzentration an der Oberfläche während der ersten Gasnetze Kollektoren erreicht mehr als 60%, aber fällt scharf während der letzten Rastern. So wird das Paket langsam gesättigte und kann wirksam langfristig arbeiten.

Installation seltenen kämmt mit 2-4 Stücke steuern Filamente in benachbarten Gittern 45 o Gitter erhöhte Oberfläche sorgt durch einen Gasstrom geblasen wird , die die Fähigkeit eines Erfassungspakets erhöht.

Verfügbarkeit Maschen aus hitzebeständigem Stahl Aufteilen in Einzugstasche angebracht ist, erhöht einerseits die mechanische Festigkeit der Verpackung und andererseits verhindert, Gitter und damit ihre rasche Bewachsen Aufkleben und dient der Strömungs- und Gasgeschwindigkeit über den Querschnitt des gesamten Pakets auszurichten . Auch erlauben geteilte Abstandsgitter Gitterschichten unterschiedlicher Legierungen nach der Operation. Palladium Gitter selbst Ammoniakoxidationskatalysators sind, und die Sättigung der Oberfläche mit der katalytischen Platin Aktivität des Systems schnell ansteigt und wird vergleichbar mit der Aktivität des Katalysators auf Basis von Platin. Daher werden die Gitterfallen auch als zweite Stufe Ammoniakoxidation verwendet, die im allgemeinen die Effizienz des Verfahrens verbessert und verringert die Menge an Platinkatalysator 20-40% Netze.

Aus dem Stand der Technik auf dem Gebiet erkannt werden, dass als Material erkennen, aus denen die Separatoren hergestellt sind, kämmen, werden meist Legierungen von Palladium mit Gold oder Silber verwendet. Zur Überwindung der Nachteile bei diesen Legierungen als das Material getestet und beanspruchten Gitter Palladium-Basis-Legierungen, dotiert mit Yttrium umfassen, mit Zusätzen von Eisen-Metallen Wolfram. Dotieren mit Yttrium oder einer Wolframlegierung verbessert die Wärmebeständigkeitstemperatur des Betriebs von Gittern. Zusätzlich Wolfram verdampft, beschleunigt die Diffusion von Platin zu Palladium. Verwendung von Zusätzen von Nickel, Kupfer, Wolfram, Platin erhöht die mechanische Festigkeit des Gitters. Die wirksamste Additiv ist Wolfram. Die Palladium-Legierung 5% Wolfram und 0,1% Yttrium enthält, Wolfram erhöht die Zugfestigkeit und Streckgrenze von 3 mal. Somit erhöht die Verwendung der vorgeschlagenen Zusammensetzungen auf die oben genannten Merkmale der Erfindung, die lebens mesh Fallen. Aufgrund der Verwendung von Fallen, Netzen angeboten Legierungen von Palladium Verbrauch deutlich verringert.

Hier sind Beispiele der Erfindung.

Beispiel 1. Auf dem Gerät UKL-7 getestet, um die Vorrichtung von 8-Mesh-Fallen und 5 Teilungsnetze. Grid-Fallen wurden aus einer Palladium-Legierung mit einem Nickelgehalt von 5% und 0,2% Wolfram. 6-Mesh - Fallen von 8 hatte eine Dichte von 256 Zellen / cm 2 (selten), 2 Netz - 1024 Zellen / cm 2 (häufig). Net aus hitzebeständigem Stahl H23YU5T gemacht.

Wie installiert Netze im Zuge des Gasgemisches ist wie folgt:

  • 8 für die Verpackung von Katalysatornetze Dichte Zelle # 1024. / cm 2 und 0.092 mm Durchmesser Draht aus Platin-Legierung auf der Basis von 15% Palladium, 3,5% Rhodium und Ruthenium 0,5%, durch Teilen des Gitterdrahtdurchmesser von 0,2 enthält , . 144 mm geflochtene Maschen / cm 2 zwei seltene Fanggitter platziert wurden: der zweite ein erster Draht von 0,12 mm Durchmesser, - 0,09 mm Drahtdurchmesser, wurden einer in Bezug auf eine andere Netz (in der Richtung der Filamente) unter einem Winkel von 45 o entfalteten ;
  • . Geflochten, nach der Trennung des Gitterdrahtdurchmesser von 0,2 mm, dann 144 mesh / cm 2 mit einer Umdrehung in einem Winkel von 45 o 3 seltene Fang mesh Drahtdurchmesser von 0,09 mm und einer Dichte von 256 Maschen / cm 2 .; platziert
  • dann nach der Trennung des Drahtgeflecht von 0,2 mm Durchmesser, 144 an den Ball, geflochten. / Cm 2 wurden ein Teil eines Sammelgitterdrahtdurchmesser von 0,09 mm und eine Dichte von 1024 Maschen / cm 2 platziert .;
  • . Dann durch das Netz aus Draht 0,2 mm Durchmesser platziert 144 mesh / cm 2 mit einer Umdrehung geflochten in einem Winkel von 45 o zwei Fanggitter aus Draht 0,09 mm Durchmesser :. Erstens - eine seltene Dichte von 256 mesh / cm 2, die zweite - . Teil der Dichte 1024 Maschen / cm 2;
  • vervollständigt das Paket net Drahtdurchmesser von 0,4 mm, geflochten 49 Zelle #. / cm 2.

Lebensdauer des Gerätes betrug 120 Tage der Grad der Erfassung von Platin - 70%.

Beispiel 2. Tests wurden auf der AK-72 Mitteldruckeinheit durchgeführt. So stellen Sie das Raster wie folgt:

  • Paket für 4 Katalysatornetze # Dichte Zelle 1024. / cm 2 und 0.092 mm Durchmesser Draht aus Platin-Legierung auf der Basis von 15% Palladium, 3,5% Rhodium und Ruthenium 0,5%, durch die Trennung des wärmebeständigen haltigen Stahlmatten Drahtdurchmesser . 0,12 mm 2 256 mesh / cm geflochten, platziert zwei seltenen Gitterdrahtdurchmesser von 0,12 mm gewebt 256 mesh / cm 2 von Palladium - Basis - Legierung , die 5% Wolfram und 0,1% Yttrium Fang .; Netz eingesetzt aufeinander zu (in der Richtung des Garns) in einem Winkel von 45 o;
  • dann nach Mesh-Drahtdurchmesser von 0,4 mm zu trennen, geflochten 49 den Ball. / Cm 2 wurde häufig plume mesh Drahtdurchmesser 0,09 mm, Dichte von 1024 Maschen / cm 2 von Palladium-Basis - Legierung, die 5% Platin und 5% Kupfer und 0,1% Yttrium platziert .;
  • dann nach der Trenngitter platziert häufige plume mesh Drahtdurchmesser von 0,076 mm, eine Dichte von 1024 Maschen / cm 2 von der gleichen Legierung ( auf Basis von Palladium auf 5% Platin und 5% Kupfer und 0,1% Yttrium) .;
  • vervollständigt das Paket net Drahtdurchmesser von 0,4 mm, geflochten 49 Zelle #. / cm 2.

Lebensdauer des Gerätes betrug 200 Tage der Grad der Erfassung von 94% Platin.

Nach Beendigung der Testvorrichtung aus der Vorrichtung entfernt wurde, das Gitter aufgeteilt und gewogen. Grid-Fallen aus Edelmetallen ist gut aus den Trenngitter, Edelstahl getrennt, obwohl es erhebliche Veränderungen erfahren hat. Ihr Gesamtgewicht erhöht, sie werden spröde, aber nicht verschüttet. Garnstruktur durch starke Auflockerung und Porosität des Materials charakterisiert. Die maximale Konzentration Platin auf der Oberfläche des ersten Gitters des Gasstromes erreicht war ungefähr 61%. Der starke Rückgang der Platinkonzentration auf 12% im letzten Gitter zeigt an, dass der Fang an dem ersten Paar von Netzen wirksam ist, und die letzte - Dampfkonzentration fällt scharf ab, dh das Gerät auch nach der Arbeit ist weit von der Sättigung, und könnte sogar effizient für eine lange Zeit arbeiten.

Ähnlich wurden von der Vorrichtung der anderen vorgeschlagenen Legierungen auf Basis von Palladium und getestet. Die Testergebnisse sind in der Tabelle gezeigt.

Experimentelle Untersuchungen der beanspruchten Vorrichtung für in der katalytischen Oxidation von Ammoniak Platingruppenmetalle Trapping zeigten, dass mit dem gleichen Zweck im Vergleich beansprucht erhöht den Grad der Platin-Capture-Geräte, erhöhte Lebensdauer, zusätzliche Ebene der Ammoniakoxidation (wirkt als Katalysator) und verringern dadurch die Anzahl der installierten Katalysatornetze auf 20-40% Verringerung des Verbrauchs von Edelmetallen bei der Herstellung von Gittern Paket durch Platin-Anhänge zu reduzieren.

FORDERUNGEN

1. Vorrichtung Metalle der Platingruppe in der katalytischen Oxidation von Ammoniak zum Einfangen, umfassend mesh - Fallen basierende Legierung aus Palladium und feuerfesten Stahlgewebe isolieren, wobei das Netz umfasst - Fallen aus Draht mit einem Durchmesser von 0,06 gewebt sind - 0,12 mm, Dichte 225 - 1024 Zellen / cm 2, von denen die erste im Zuge der Bewegung des Gasnetzes niedriger Dichte liegt in Blöcken von 2 gesetzt sind - 4 Stück mit einer Wendepunktrichtungen Fäden in benachbarten Gitter in einem Winkel o 45, und die Pakete werden zwischen dem Netz, Drahtgewebe entfernt Durchmesser 0,12 bis 0,4 mm, die Dichte von 49 bis 225 Zellen / cm 2 und die Gitter - Fallen einer Palladium - Legierung mit Zusätzen von 9 Gew% Platin und 0,5 Gew% Wolfram oder einer Legierung auf der Basis .. Palladium Additive 5 Gew.% Nickel und 0,2 Gew.% Wolfram oder einer Palladium-Legierung mit Zusätzen von 5 Gew.% Wolfram und 0,1 Gew. % Yttrium oder Palladium-Legierung mit Zusätzen von 5 Gew.% Platin, 5 Gew.% Kupfer und 0,1 Gew.% Yttrium.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste Gitter während der Bewegung von Gas - Fallen Drahtdurchmesser hergestellt oder mehr oder alle der Maschen - Fallen aus dem gleichen Drahtdurchmesser hergestellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der letzte auf einem Kurs Ferngas eingestellt ist - höhere Dichte Separator.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dass das Gas während des letzten Satzes von zwei Paketnetzwerken, dadurch gekennzeichnet, - Fallen mit unterschiedlichen Dichten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Rastern besteht - Fallen gleich oder verschieden in der Zusammensetzung Legierungen.

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Erscheinungsdatum 14.03.2007gg