CH141009A - Process and device for the production of high-percentage nitric acid by catalytic combustion of ammonia with oxygen-containing gases. - Google Patents

Process and device for the production of high-percentage nitric acid by catalytic combustion of ammonia with oxygen-containing gases.

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CH141009A
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ammonia
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Walfrid Cederberg Ivar
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Walfrid Cederberg Ivar
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Description

  

  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hochprozentiger Salpetersäure durch       katalytisehe    Verbrennung von     Ammoniah    mit     satterstoffhaltigen    Gasen.    Es ist bekannt,     dass    die katalytische  Verbrennung von Ammoniak mit Sauerstoff  oder     sauerstoffreichen    Gasen die Herstellung  einer hochprozentigen Salpetersäure ohne     be-          sondern        Konzentrationsprozess    ermöglicht.

   Die  technische Ausführung dieses Verfahrens ist  aber mit grossen Schwierigkeiten verbunden,  da die Temperatur des Katalysators bei einem       Aminoniakgehalt    des Gasgemisches von über  <B>10</B> Volumenprozent unzulässig steigt und  ausserdem die untere Explosionsgrenze von       Ammoniaksauerstoffgemischen.    unter     gewöhn-          lichein    Druck bereits bei<B>16</B> Volumenprozent  Ammoniak erreicht ist.  



  Es wurde nun gefunden, das die Schwie  rigkeit des zu hohen     Temperaturaristiegs    des  Katalysators dadurch beseitigt werden kann,       dass    die     katalytiselie    Verbrennung des Am  moniaks mit     sauerstoffbaltigen    Oasen in  einer Kontaktzone stattfindet, die sich im  Bewegungssinne der Gase vor einer     Kühl-          .flüssigkeitsschicht    befindet, in welche die bei    der Reaktion entstehenden Gase unmittelbar  nach ihrem Austritt aus der Kontaktzone       hineitiströmen.    Als Kühlflüssigkeit dient  zweckmässig Salpetersäure oder Wasser,

   das  sich im Verlauf des Prozesses durch<B>Ab-</B>  sorption der bei der Verbrennung entstehenden  Stickoxyde in Salpetersäure umwandelt. Ferner  wurde gefunden,     dass    durch die Ausführung  dieses Verfahrens in einer besonderen Vor  richtung auch die Explosionsgefahr beseitigt  werden kann. Dies wird bei der     Vorrichtuno,     gemäss der Erfindung dadurch erreicht,     dass     die Zuleitung des Gasgemisches zu der Kon  taktzone aus einem System von     Kapillar-          räumen    besteht, die in mindestens einer  Dimension so geringe Abmessungen haben,       dass    das Fortschreiten einer explosiven Ver  brennung verhindert wird.  



  Eine zur Ausführung des Verfahrens  zweckdienliche Vorrichtung ist in der Zeich  nung schematisch dargestellt. Sie besteht  aus einem zylindrischen Reaktionsbehälter<B>1</B>      aus     säurefestein        Chromnickelstahl,    in dem  eine Kontaktschicht angeordnet ist, zum Bei  spiel in Form eines oder     inehrerer    den Quer  schnitt des Behälters ausfüllenden Platin  netze 2. Das     Ammoniaksauerstoffgemisch     bewegt sich voll unten nach oben durch  diesen Behälter.

   Die Zuleitung zu der Kon  taktzone bestellt zum Beispiel aus einer       Bündellplatte   <B>3</B> aus zylindrischen     Kapillar-          rohren    von etwa<B>5</B> bis<B>10</B> cm Länge, die  unmittelbar unter der Kontaktzone angeordnet  ist. Die Anordnung verhindert unter allen  Umständen ein     Zurücksoblagen    einer Ex  plosion. In dein     Behälterrauin    unmittelbar  Über der Kontaktzone befindet sieh die. als       Kühlflüssigkeit    dienende Salpetersäure 4 in  solcher Anordnung,     dass    sie bei     Gasdurebgang     nicht nach unten durch die Kontaktnetze  und die     Kapillarrohre    zurücktreten kann.

    Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht,     dass     die     Flüssigkeitssebiellt    4 auf einem genügend  feinmaschigen Drahtgewebe steht, das ent  weder selbst aus einem Platinnetz 2, oder  aus einem nicht als Kontakt wirksamen,  aber gegen Salpetersäure beständigen     Metall-          dralltnetz,    zum Beispiel aus     Chromnickelstahl,     bestehen kann.  



  Nach Einleitung der katalytischen Ver  brennung in der Kontaktzone mit Hilfe einer       Wasserstoff-Sauerstofflamme    treten die bei  der Reaktion entstehenden Stickoxyde unter  teilweiser Absorption durch die Salpeter  säure 4 hindurch, die sich dabei schnell  erhitzt. Die heisse Säure wird mit Hilfe einer  Säurepumpe<B>5</B> durch ein System von     Kühl-          roliren   <B>6</B> befördert und nach Abkühlung in  solchen Mengen in den Behälter wieder ein  gepumpt,     dass    der Flüssigkeitsstand in diesem  konstant bleibt.

   Der Rest wird in einem  relativ kleinen Absorptionsturm<B>7</B> nach dem    Gegenstromprinzip mit den voll dem Reak  tionsbehälter oben abziehenden, noch     Stick-          oxyde    enthaltenden Gasen behandelt.  



  Mit einer solchen Ausführungsform lassen  sich     Ammoniaksauerstoffgeinische    mit 25 Vo  lumenprozent     und    darüber Ammoniak gefahr  los und mit besonders günstiger Ausbeute  in hochprozentige Salpetersäure überführen.  Besonders günstige Resultate werden natur  gemäss dann erhalten, wenn das Verfahren  unter einigen Atmosphären Überdruck aus  geführt wird, da hierdurch bekanntlich so  wohl der Verbrennungsvorgang als der     Ab-          sorptionsprozess    günstig     beeinflusst    wird.



  Process and device for the production of high percentage nitric acid by catalytic combustion of ammonia with gases containing saturated substances. It is known that the catalytic combustion of ammonia with oxygen or oxygen-rich gases enables the production of a high-percentage nitric acid without a concentration process.

   The technical implementation of this process is associated with great difficulties, however, since the temperature of the catalyst rises inadmissibly when the gas mixture has an ammonia content of over 10% by volume, and also the lower explosion limit of ammonia-oxygen mixtures. under normal pressure <B> 16 </B> volume percent ammonia is already reached.



  It has now been found that the difficulty of the excessively high rise in temperature of the catalyst can be eliminated by the catalytic combustion of ammonia with oxygen-containing oases in a contact zone which, in the sense of movement of the gases, is located in front of a cooling liquid layer which the gases resulting from the reaction flow in immediately after they exit the contact zone. Nitric acid or water is useful as the cooling liquid,

   which during the process is converted into nitric acid through <B> absorption </B> of the nitrogen oxides produced during combustion. It was also found that the risk of explosion can also be eliminated by performing this method in a special device. This is achieved in the device according to the invention in that the supply of the gas mixture to the contact zone consists of a system of capillary spaces which are so small in at least one dimension that the progress of an explosive combustion is prevented.



  An appropriate device for performing the method is shown schematically in the drawing. It consists of a cylindrical reaction vessel <B> 1 </B> made of acid-resistant chromium-nickel steel, in which a contact layer is arranged, for example in the form of one or more platinum gauzes 2 filling the cross-section of the vessel. The ammonia-oxygen mixture moves at the bottom up through this container.

   The supply line to the contact zone, for example, consists of a bundle plate <B> 3 </B> made of cylindrical capillary tubes about <B> 5 </B> to <B> 10 </B> cm in length, which are directly below the contact zone is arranged. Under all circumstances, the arrangement prevents the recurrence of an explosion. In your container space immediately above the contact zone, see the. nitric acid 4 serving as cooling liquid in such an arrangement that it cannot recede downward through the contact networks and the capillary tubes in the event of gas passage.

    This is achieved, for example, in that the liquid bowl 4 stands on a sufficiently fine-meshed wire mesh, which can consist either of a platinum mesh 2 itself or of a metal twisted mesh, for example made of chrome-nickel steel, which does not act as a contact but is resistant to nitric acid .



  After initiating the catalytic combustion in the contact zone with the aid of a hydrogen-oxygen flame, the nitrogen oxides formed during the reaction pass through the nitric acid 4, with partial absorption, which heats up quickly. The hot acid is conveyed through a system of cooling rollers <B> 5 </B> with the help of an acid pump <B> 5 </B> and, after cooling, is pumped back into the container in such quantities that the liquid level in it remains constant.

   The remainder is treated in a relatively small absorption tower <B> 7 </B> according to the countercurrent principle with the gases that are drawn off from the top of the reaction tank and still contain nitrogen oxides.



  With such an embodiment, ammonia-oxygen mixtures with 25 percent by volume and above ammonia can be safely converted into high-percentage nitric acid with a particularly favorable yield. Particularly favorable results are naturally obtained when the method is carried out under a few atmospheres of excess pressure, since this, as is known, has a favorable effect on both the combustion process and the absorption process.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH</B> I: Verfahren zur Herstellung hochprozentiger Salpetersäure durch katalytische Verbrennung von Ammoniak init sauerstoffhaltigen (I.isen, dadurch gekennw-ichnet, dass die katalytische Verbrennung in einer Kontaktzone zitattfindet, die sich im Bewegungssinne der Gase vor einer Kühlflüssigkeitsschicht befindet, in welche die bei der Reaktion entstehenden Gase unmittelbar nach ihrem Austritt aus der Kontaktzone hineinströmen. <B> PATENT CLAIM </B> I: Process for the production of high-percentage nitric acid by catalytic combustion of ammonia with oxygen-containing iron, characterized in that the catalytic combustion takes place in a contact zone, which is in the sense of movement of the gases in front of a cooling liquid layer is located, into which the gases resulting from the reaction flow immediately after their exit from the contact zone. PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass die Zuleitung des am- moniak- und sauerstoffhaltigen Gasgemisches zu der Kontaktzone aus einem System von Kapillarräumen besteht, die in mindestens einer Dimension so geringe Abmessungen haben, dass das Fortschreiten einer explosiven Verbrennung verhindert wird. PATENT CLAIM II: Device for carrying out the method according to patent claim <B> 1, </B> characterized in that the feed line for the ammonia and oxygen-containing gas mixture to the contact zone consists of a system of capillary spaces in at least one dimension have such small dimensions as to prevent the progress of explosive combustion.
CH141009D 1928-02-15 1929-02-09 Process and device for the production of high-percentage nitric acid by catalytic combustion of ammonia with oxygen-containing gases. CH141009A (en)

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