CH119974A - Vorrichtung zur katalytischen Verbrennung von Ammoniak mit reinem Sauerstoff oder sauerstoffreichen Gasen. - Google Patents

Description

      Yorriehtung    zur     katalytiselten    Verbrennung von Ammoniak     init        reinein        Satterstoff    oder       sallerstoffreicheit    Gasen.

      Verbrennung voll     Ani-          inoniak.        mit        reineni        SaLterstoff    oder     sauer-          .,toffreichen    Gasen     lässt    sieh bei höherem       Ainnlonifflig-Ph#ilt    wegen der Explosivität der  und der sehr grossen     Reaktions-          ,vä,

  riii(-#        nielit    in Vorrichtungen von der bis  her bei der Oxydation von     Ammoniak.        mit-          felst    Luft allgemein     übliehen    Bauart durch  führen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen  bildet der vorwiegend     aus    Platin     in    Form  voll     Dralitnetz,    perforierten Scheiben oder  platinierten Körpern bestehende Katalysator  eine relativ sehr dünne Schicht, die über  den ganzen Querschnitt des Apparates ver  teilt ist und von den Gasen     senkreeht    zur       Sehichtebene    durchströmt wird.

   Diese An  ordnung ist aus reaktionskinetischen     Gründen-          Olewählt    worden, da bekanntlich die     Berüll-          n          rungszeit    zwischen Katalysator und Gas  möglichst kurz sein     muss,    um bei der Oxy  dation gute Ausbeuten an. Stickoxyden     zu     erzielen.

   Es ist indessen ohne weiteres klar,       dass    bei der Verbrennung eines stark ammo  niakhaltigen Gemisches von     Ammoniali:    und    Sauerstoff in einem nach diesem Prinzip  konstruierten Verbrennungselemente der<B>Ab-</B>  leitung des sehr beträchtlichen Überschusses       im        Reaktionswärme,        sowie        der        Verhinderung        C     voll<B>Ei</B>     xplosionen    die grössten Schwierigkeiten  entgegen stehen.  



  Im Gegensatz hierzu kann bei der den  Gegenstand der vorliegenden Erfindung  bildenden Vorrichtung jede     Überhit7ung    des  Katalysators vermieden werden. Ferner ist  jede Explosionsmöglichkeit bei ihr voll vorn  herein ausgeschlossen.  



  Zur Erzielung dieses Ergebnisses ist die  Vorrichtung gemäss der Erfindung so     kon-          struiert,        dass    die     zweel,-mässig        als    Kühl  flächen ausgebildeten     Apparatwände    einen  Reaktionsraum umschliessen, in dem sämt  liche aktive Teile des     Katalysators    voll der       Apparatwandung    nur durch eine zur Ver  hinderung voll Explosionen hinreichend  dünne     Gasschiollt    getrennt sind.

   Durch diese  Anordnung des     Nafalysators    und die als  Folge hiervon sehr intensive Kühlwirkung  der     Apparatwände    wird eine vollständige und      gleichmässige Ableitung des sehr     erliebliebeii          N,#'ärmeüberseliiis"es    ermöglicht.

       Ausserdein     kann infolge der stark erhöhten     Strömungs-          #I'esehwindigkeit    der Gase in der oben     er-          z71          ,

  rwähnten    dünnen     Gasschieht    und     der     durch diesen Umstand     bedintrien    kurzen     Bu-          rÜhrungsdauer    zwischen Gas     und        Katalysa-          lor    eine fast restlose Überführung des     Am-          nionialis    in     Stiekoxyde    erzielt -werden.

         Aus    denselben Ursachen können auch keine  Explosionen entstehen, wenn man     daffti-          SorIge    trägt,     dass    die den Katalysator     voii     der     Grefässwand    trennende Gasschicht hin  reichend dünn ist, was im allgemeinen bei  einer     Schichtdiche    von einigen     Zehntelmilli-          Metern    zutrifft.  



  Auf M beiliegenden Zeichnung     ist    eine       Ansführun-sform    der     Vorriebtling        geinäss     der     l#',rfindl-ing    in den     Abb.   <B>1</B> bis<B>6</B>     d-arge-          stellt.     



       Abb.   <B>1</B> ist eine Seitenansicht,     -und          Abb.    2 eine Vorderansicht     derselben*,          Abb.   <B>ä</B> zeigt eine Hälfte des Apparates  in Vorderansicht,       Abb.    4 einen Längsschnitt durch     den     ganzen     Apparai;

            Abb.   <B>5</B> zeigt die Vorrichtung in einer  Ansieht von oben,       Abb.   <B>6</B> in einem Querschnitt  Die Vorrichtung weist zwei mit     Was.ser-          kühlmänteln   <B>1</B> versehene Metallplatten<B>22</B>  von     hexagonaler    Form auf, die an ihrem Um  fange mittelst     Verschraub-nngen    und eines  geeigneten     Dielitiincsm"iteri."ils        ga,sd-icht        an-          tn,          einandersehliessen,    im Innern aber durch  einen     Z%#rischenra-unt.   <B>3</B> getrennt sind,

   dessen  mittlerer Teil 4 stark verengt ist.     In        die-          sern    verengten Teil des     Zwisehenraumes    ist  ein Katalysator<B>5</B> angeordnet, der am vor  teilhaftesten aus     Plafin    in Form eines Draht  netzes oder eines     Igewellten        Bleelie#s#    besteht.

    Ausser der     Einträtsöffnung        C)        für    das     Ain-          moniak-Sauerstoff-Greiniseh        und    der     Aus-          Iriftsöffnung   <B>7</B> für die     Realztioiis,-as(,        hat     die Vorrichtung noch zwei seitliche<B>-</B>     )ffnun-          8,    die Mit     Gliininterscheiberl   <B>9</B>     versehlo,

  4-          sen    werden können     und    für die     Inbetrieb-          z#etzung    des Apparates, sowie für die Über-         waehung    des Betriebes bestimmt sind.

   Sämt  liche Öffnungen sind     Mit        Ansehlussflanschen     versehen.     Zür    der     Vorrichtun-,          ().egeii    Beanspruchung     duruh        ungleichinässige          tn     Wärmeausdehnung- sind die     KühlwIntel   <B>1</B>       ani    äussern Rande     Mit    Rippen     l(-)    versehen.

    Als Material für die Metallplatten '2       ei-net    sieh insbesondere     hochwerti-er        Chroni-          t'   <B><I>kn</I></B>       Piehelstahl,    der eine ausserordentliche     eh(--          inische        Widerstandsfähi-keit        ge-enüber        d(-ii          t'     heissen     Realdionsgasen    aufweist     und        heine          Beeinträchtigun--,    der     katalytischeit    Wirk  samkeit des Platins verursacht.

    



  Die     Vorriehti-in-,    kann während des     Be-          hiebes    mit     Wisser    gekühlt werden, (las die       Kühlmärttel   <B>1</B> in mittelst der Ventile<B>11.</B>       regulierbareu    Mengen     durehfliesst.        Die        rieh-          tio,e        Einstellunr,    des     Cxcmiselies    von     Aninio-          Iliah    und Sauerstoff wird durch<B>(las</B>     Ventil-          systein    am Eintrittsende de,

   Apparates er  möglicht. Zwischen den beiden     Rückszuhlag-          ventilon    12 und dem Kreuzventil.<B>13</B> sind  zu diesem Zwecke     Kalibersc.heiben        #iii--eord-          net,    die so dimensioniert sind,     da3        ei-was    über  doppelt- so viel Sauerstoff als     Am4nonial#          bei    gleicher     Driiel#differeii7        dureligelassen     <B>Z-,</B>     LI     wird,

   Die Geschwindigkeit des     dureb    den  Apparat strömenden     Gasgeinisehes        ka,iin     durch     das    Kreuzventil<B>13</B>     -ere-,elt    würden.  Um eine gute Mischung     der    beiden Gase  zu erzielen, ist     das    Einleitungsrohr 14 mit       Niekeldrahinetzen   <B>1,1</B> und einer     Filterseheibe     <B>16</B> ausgefüllt.

   Ausserdem ist zu demselben  Zwecke im Zwischenraum 4 in einigem     Ab-          stand        -vom        KatIlysator   <B>5</B>     ein    nicht     hataly-          tisch    wirkende., Drahtnetz<B>17</B> aus Nickel an  bracht.  



  Die Inbetriebsetzung des Apparates     #ze-          sehielit    in der Weise,     dass    eine aus einem  Rohr brennend(-- -Wasserstoff- oder       ,"#        sflamme    durch eine von     den    beiden     Off-          nungen   <B>8</B> eingeführt und     zu    gleicher Zeit,  das Kreuzventil<B>13</B>     lo,(,iiffliet    wird.

   Das un  terhalb des     Katalysators   <B>5</B>     herausströmen &      entzündet sieh hierbei und  brennt mit einer aus dem engen<B>'</B> Spalt     her-          tiusragenden    Flamme.     Tri    wenigen Minuten       lö#seht    diese Flamme von selbst aus und die      katalytische Verbrennung am Platinnetz<B>5</B>  beginnt. Die günstigste Reaktionstemperatur  von etwa<B>600' C</B> kann durch Beobachtung  der Glut des     Platindietzes    durch die     Glimmer-          fenster   <B>9</B> kontrolliert Lind während des Be  triebes eingehalten werden.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Vorrichtung zur katalytischen Verbren nung von Ammoniak mit reinem Sauerstoff oder sauerstoffreichen Gasgeinischen, da durch gekennzeichnet, dass die Apparat- wände einen Reaktionsraum umschliessen, in dem sämtliche aktive Teile des Kataly sators von der Apparatwandung nur dureli eine zur Verhinderung von Explosionen hin reichend dünne Gasschicht getrennt sind.

   UNTERANSPRUCII: Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gehennmichnet, dass die den Reaktions raum umschliessenden Apparatwände aus /.wei mit Külllvorriehtungen versphenen Hetallplatten bestehen, die an ihrem Um fang gasdicht aneinanderschliessen, aber im Tirnern durch einen sehr geringen Zwischen- .raum getrennt sind, in dem ein aus Platin bestehender Katalysator angeordnet ist.