DE648294C - Verfahren zur katalytischen Oxydation von Ammoniak - Google Patents

Verfahren zur katalytischen Oxydation von Ammoniak

Info

Publication number
DE648294C
DE648294C DEU11969D DEU0011969D DE648294C DE 648294 C DE648294 C DE 648294C DE U11969 D DEU11969 D DE U11969D DE U0011969 D DEU0011969 D DE U0011969D DE 648294 C DE648294 C DE 648294C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact
water
ammonia
nitrogen
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEU11969D
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THEODOR WILHELM PFIRRMANN DR
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
THEODOR WILHELM PFIRRMANN DR
Uhde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THEODOR WILHELM PFIRRMANN DR, Uhde GmbH filed Critical THEODOR WILHELM PFIRRMANN DR
Priority to DEU11969D priority Critical patent/DE648294C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE648294C publication Critical patent/DE648294C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24—Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Description

  • Verfahren zur katalytischen Oxydation von Ammoniak Bei der Verbrennung von Ammoniak mittels Luft regelt der in der Luft vorhandene Stickstoff die, Verbrennungstemperaturen. Verwendet man statt Luft mehr oder weniger hochprozentigen Sauerstoff, so muß die Verbrennungstemperatur durch andere Mittel reguliert werden. Man hat zu diesem Zweck dem Verbrennungsgasgemisch Wasserdampf beigemischt, welches als Kühlmedium die Rolle des Luftstickstoffes übernimmt. Auch andere Gase, z. B. SO2, sind schon vorgeschlagen worden. Diese Stoffe müssen nach der Verbrennung wieder aus dem Gasgemisch entfernt werden, bevor die nitrosen Gase zu Salpetersäure oitydiert und kondensiert werden. Man hat deshalb ein großes Interesse daran, die Menge dieser Kühlmittel möglichst klein zu halten, da hierdurch zusätzliche Kosten entstehen. Es ist deshalb auch der Versuch unternommen worden, die Verbrennungskontakte direkt mit Wasser zu kühlen, indem man den Kontakt unter einer Flüssigkeitsschicht brennen läßt. Bei-der übertra-.gung dieser Versuche ins größere mußte man die Erfahrung machen, daß eine Kühlung des Kontaktes überhaupt nicht eintritt, da das durch den Kontakt strömende heiße Gasgemisch zusammen mit der strahlenden Wärme verhindert, @daß die Kühlflüssigkeit mit dem Netz inaBerührung kommt. Es tritt lediglich vom Rande des Kontaktes, da, wo er im Kontaktrohr vorher befestigt ist, eine geringe Kühlwirkung ein, während über dem freien Querschnitt nicht der Kontakt, sondern nur das schon oxydierte Gas gekühlt wird. Die Folge ist eine schnelle Zerstörung des Kontaktes und geringe Leistung der Apparatur.
  • Es wurde nun gefunden, daß der Verbrennungskontakt in einfacher Weise dadurch ge-kühlt werden kann, daß in den Gasstrom vor der Verbrennung Wasser in Nebelform eingesprüht wird. Die fein verteilten Wassernebelteilchen verdampfen unmittelbar vor und. im Kontakt und entziehen demselben die überschüssige Wärme. Während also bei dem bekannten Verfahren nur in Abhängigkeit von der spezifischen Wärme -der Kühlmedien ein Wärmeentzug verfolgt, nutzt ,das vorliegende Verfahren in der Hauptsache die Verdampfungswärme des Wassers zum Wärmeentzug aus, die bekanntlich ein Mehrfaches der spezifischen Wärme beträgt. Aus diesem Grunde wird für das vorstehende Verfahren eine wesentlich geringere Kühlmenge benötigt gegenüber dem bekannten Verfahren, was sich. sowohl in der .Kontaktausnutzung als auch beim nachherigen Kondensieren des Wassers günstig auswirkt.
  • Es war nicht vorauszusehen, ob ein Kontakt auch ruhig brennen und dieselben Stickoxydausbeuten ergeben wird, wenn flüssiges Wasser dem Gasgemisch zugegeben wird, da selbst bei feinster Vernebelung des Wassers die verdampfenden Wasserteilchen eine Volumenzunahme des Gasgemisches bedingen und so eine Uderüng der Zusammensetzung des Gemisches verursachen. Die Versuche haben aber gezeigt, daß die NO-Ausbeuten nicht nur gleich, sondern teilweise sogar höher liegen als bei Verbrennung mit Luft.
  • Ein weiterer nicht vorherzusehender Vorteil des neuen Verfahrens ist, daß der eingesprühte Wassernebel auch die Explosionsgefahr beseitigt, so daß die umfangreichen Sicherungsmaßnahmen, welche bei der Verwendung von reinem Sauerstoff sonst notwendig sind, in Wegfall kommen.
  • In Vorversuchen wurde in einer Apparatur aus Glas festgestellt, daß durch direktes Besprühen mit fein zerteiltem Wasser eine wirksame Kühlung des Platinkontaktes erreicht werden kann, ohne daß die Stickoxydausbeute dadurch beeinträchtigt wird. Diese Beobachtung ist grundlegend für das ganze Verfahren, da bis dahin die Auffassung vorherrschte, daß dem Platinkontakt Flüssigkeiten jeder Art nicht nur schaden, sondern auch die Ausbeute dadurch sehr stark abfällt. Die Versuche haben dies auch bestätigt. Bei ungenügender Verteilung des Wassers bzw. bei zu großen Tröpfchen entsteht an jeder Auffallstelle im Kontakt ein dunkler Punkt, an dem die Oxydation behindert wird, so daß urzersetztes Ammoniakgas durch den Kontakt hindurchwandern kann. Die Ausbeute an Stickoxyden fällt sehr stark ab. Erst durch Anwendung von geeigneten Zerstäuherdüsen, welche einen ganz. gleichmäßigen Wasserstaubkegel erzielen lassen, konnten Stichoxydausbeuten erhalten werden, die nur wenig unter ioo0;'o Gesamtumsatz lagen.
  • Die Versuche wurden meiner Apparatur aus-dein bekannten korrosionsfesten. Chromnickelstahl durchgeführt mit einem Kontaktnetz, welches 28 cm= Oberfläche besaß. Die Sprühdüse war unterhalb angeordnet, und zwar so weit zurückgezogen, daß der Streukegel gerade den ganzen Durchmesser des Netzes gleichmäßig traf, so daß keine oder nur ganz wenig Flüssigkeit an der Wandung auftraf. Bei richtiger Einstellung bzw. bei großer Belastung des Netzes konnte es erreicht werden, daß überhaupt kein Rücklauf varhanden war; der Rücklauf ist aber in keiner Weise nachteilig, da er stets wieder, auch wenn er ammoniakhaltig ist, als Sprühflüssigkeit verwendet werden kann.
  • Ein Gemisch von 750 1 Ammoniakgas und 169o 1 960:o Sauerstoff wurde in der Stunde über ein Netz aus Platin geleitet. Für die Kühlung des Kontaktes mit Sprühwasser wurden 8709 Wasser in der Stunde verbraucht, was einem Wasserverbrauch von etwa 2 kg/kg durchgesetzten Stickstoffes entspricht. Die Stickstoffausbeute betrug 95,20;'o. Durchkräftiges Kühlen hinter dem Kontakt wird zunächst ein schwach saures Kondensat erhalten, welches nur 3,6% Säure enthielt; im nächsten Kühler wurde schon eine Säure von ,1-2 Gewichtsprozent erhalten, und der dritte @,mWer, in dem das restliche Wasser ausge-,sc'bk#den wurde, zeigte eine Säure von 6o Gew@ichtsprozent. Die Gesamtmenge, die als wäßrige Säure in den drei Kühlern kondensiert worden war, betrug zusammen nur 9,6 Gewichtsprozent des insgesamt angewendeten Stickstoffs. Der übrige Stickstoff wurde in Form von N O bzw. NO., erhalten und konnte allein schon durch Tiefkühlung ohne Druck teilweise als N,04 verflüssigt werden. Dies ist nur durch eine sparsame Verwendung von Wasser bei intensiver Kühlung möglich. Im Gas selbst waren nach der Kondensation noch rund 630,'o NO., vorhanden. Auch die Stickoxydkonzentration hinter dem Kontakt mit 48 Volumprozent N O im Gas war so hoch, wie man sie durch kein anderes Verfahren erreichen kann. Mit dem Verfahren ist man also in der Lage, den größten Teil, nämlich rund 900'o des gesamten NO, in Form von flüssigem Stickstofftetroxyd zu gewinnen, wenn mit der Tiefkühlung der Gase noch eine geringe Druckerhöhung verbunden wird. Dazu ist es aber wichtig, daß nur ein geringer Gasballast mit komprimiert werden muß. Selbstverständlich läßt sich auch der gesamte Stickstoff in Form von wäßriger 6o- bis 7oo/oiger Säure gewinnen.
  • Ein besonderer Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt auch darin, daß jede für die Verbrennung noch überhaupt mögliche Temperatur im Kontakt bei konstanter Belastung desselben. eingestellt werden kann. Bekanntlich läßt sich bei den üblichen Ammoniakverbrennungsverfahren die Temperatur im Kontakt, die ja neben der Strömungsgeschwindigkeit und der Gaszusammensetzung für die Sticko xydausbeute maßgebend ist, nur durch Veränderung der Belastung bzw. der Vorwärmung regeln. Eine unabhängige Temperatureinstellung ist nicht möglich. Auch bei dem bekannten Verfahren der Kühlung durch eine unter dem Kontakt angebrachte Wasserschicht ist nur eine ganz beschränkte Anderungsmöglichkeit der Temperatur gegeben, da die Entfernung der Wasserschicht vom Kontakt, wenn sie überhaupt einigermaßen wirken soll, nur in ganz engen Grenzen einstellbar ist. Das vorliegende Verfahren erlaubt es, bei konstanter Gaszusammensetzung, Kontaktbelastung, Gastemperatur jede praktisch vorkommende Verbrennungstemperatur innezuhalten, und zwar lediglich durch Regelung der dem Kontakt zugesprühten Kühlwassermenge. In folgender Tabelle ist die Abhängigkeit der Kontakttemperatur von der angewendeten Kühlwassermenge aufgeführt. Verwendet wurde ein Casgemisch von 3 6o 1 Ammno>-niak und 975;1 :etwa 95o/oigen Sauerstoff/Std. Die Wassermenge ist umgerechnet auf i g jie Grammdurchgesetzten Stickstoffs..
    Wassermenge Temperatur Stickoxydausbeute
    g/g N
    2,4 800' 91,4%
    2,0 850° 93,=%
    1,47 900° - 96,80/0
    0,95 950° 96.2%
    o,42 Iooo° 9340/0.
    In. gleicher Weise wie die Kontakttemperatur läßt .sich auch die Kontaktbelastung in so weitgehenden Grenzen verändern, wie es bislang nicht möglich war. Dies ist für den Säurebetrieb @ebenfalls von sehr großer Bedeutung, .da es nun nicht mehr nötig ist, bei vorübergehender Schwankung in der Säureabnahmeeinige Kontaktöfen stillzulegen, sondern man kann die Öfen mit verminderter Belastung Bohne: Einbuße an Ausbeute weiterbetreiben. Auch Abnahmespitzen können ohne weiteres ohne Zuschaltung neuer Ofen bewältigt werden, lediglich durch Einstellung der Sprühwassermexige. Die bei vorliegender Netzgröße von 28 cm2 angewendeten. stündlichen Ammoniakmengen konnten zwischen 125 und 165o 1/Std. geändert werden, das entspricht ;einer N @etzbielastungsänderung.von 2,5 g bis 33,0 g N/cm2 Kontaktnetzfläche. Diese außerordentlich starke B@elastu4gsänderung um mehr als das Dreizehnfache ist bei keinem .der bekannten Verfahren möglich, z. B. kann bei der bekannten Unterschichtung des Netzes mit Wasser die durch das Wasser hindurchtretende Gasmenge nur in kleinen Grenzen verändert werden, da andernfalls ein Spritzen und Schäumen :eintritt, wodurch eine direkte Berührung gröberer Wasserteile mit dem Netz erfolgt. Dies hat aber sofort eine Erlöschung des Kontaktes an der Stelle zur Folge, was die Ausbeute stark herunterdrückt.
  • Zur Erhaltung einer holzen Ausbeute werden bei dem vorliegenden Verfahren im Falle großer Netzbelastungen entweder Köper- oder Tnessengewebe als Kontakt verwendet, oder aber @es werden mehrere Lagen aus normalem Netz übereinander angeordnet. Die. Ausbeute kann selbstverständlich auch durch Anwendung von Platinrho,dium gesteigert werden, doch ließen sich auch schon mit Rei:»-platin allein beispielsweise bei 92o° und einer Netzbelastung von 2ogN/cm2 Fläche mit einem Kontakt aus drei übereinandergelegten Netzen Stickoxydausbeuben von 97,3 G@ewichtspro@zent erzielen.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur katalytischen Oxydation von Ammoniak, insbesondere mit hochpro-zentigem Sauerstoff unter Einführung von Wasser in das Reaktionsgemisch vor .dem Kontakt, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser durch Düsen unmittelbar vor .dem Kontakt in feinster Zerteilung so eingeführt wird, daß es mindestens zum Teil noch im Kontakt selbst verdampft wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß an Stelle von Wasser ammoniakhaltiges Wasser dem Gasgemisch in feinster Verteilung zugeführt wird.
DEU11969D 1932-10-28 1932-10-28 Verfahren zur katalytischen Oxydation von Ammoniak Expired DE648294C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEU11969D DE648294C (de) 1932-10-28 1932-10-28 Verfahren zur katalytischen Oxydation von Ammoniak

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEU11969D DE648294C (de) 1932-10-28 1932-10-28 Verfahren zur katalytischen Oxydation von Ammoniak

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE648294C true DE648294C (de) 1937-07-28

Family

ID=7567811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEU11969D Expired DE648294C (de) 1932-10-28 1932-10-28 Verfahren zur katalytischen Oxydation von Ammoniak

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE648294C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0381826A1 (de) * 1989-02-07 1990-08-16 Uhde GmbH Verfahren zur Erzeugung von mechanischer Energie bei der NH3-Oxidation im HNO3-Prozess
EP0381825A1 (de) * 1989-02-07 1990-08-16 Uhde GmbH Verfahren zur Erzeugung mechanischer Energie bei der NH3-Oxidation im HNO3-Prozess

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0381826A1 (de) * 1989-02-07 1990-08-16 Uhde GmbH Verfahren zur Erzeugung von mechanischer Energie bei der NH3-Oxidation im HNO3-Prozess
EP0381825A1 (de) * 1989-02-07 1990-08-16 Uhde GmbH Verfahren zur Erzeugung mechanischer Energie bei der NH3-Oxidation im HNO3-Prozess

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2402043C3 (de) Anlage zur Verdampfung und Erwärmung von verflüssigtem Erdgas
DE1809711C3 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Anilin durch katalytische Hydrierung von Nitrobenzol
DE829459C (de) Verfahren zur Trennung von Gasgemischen
DE1033642B (de) Verfahren zur Herstellung von Schwefeldioxyd
DE1054431B (de) Verfahren und Einrichtung zur Ausfuehrung der katalytischen SO-Oxydation
DE670301C (de) Verfahren zum OElen von Kalkstickstoff
DE752321C (de) Verfahren zur Abscheidung von Wasser aus stickoxydhaltigen Gasen
DE651048C (de) Verfahren zur Denitrierung nitroser Schwefelsaeure
EP0093909A1 (de) Verfahren zur Spaltung von verdünnter Schwefelsäure
DE852842C (de) Verfahren zum Konzentrieren wasserhaltiger Salpetersaeure
DE1029521B (de) Verfahren zum Verbrennen fliessfaehiger Brennstoffe zwecks Erzeugung eines insbesondere als Ofenatmosphaere in Waermebehandlungsoefen geeigneten Gases
DE633390C (de) Verfahren zur Herstellung von verfluessigtem Schwefeldioxyd
AT153371B (de) Verfahren zum Ölen von Kalkstickstoff.
DE510407C (de) Verfahren zur Darstellung von Cyanwasserstoff
DE925889C (de) Verfahren zur Herstellung von Dialkylsulfoxyden
DE469446C (de) Verfahren zur Zerlegung von Koksofengas oder anderen Gasgemischen mit Bestandteilen verschiedenen Siedepunkts durch partielle Kondensation
DE3382638T2 (de) Verfahren zum transport, kuehlen und komprimieren von nitrogenoxyd enthaltenden gasen.
DE711052C (de) Verfahren zum Abscheiden von Schwefel in fluessiger Form
DE373734C (de) Verfahren zur Konzentration von waesseriger Salpetersaeure mittels Schwefelsaeure
AT205010B (de) Verfahren zum gleichzeitigen Kühlen und Reinigen heißer Gase
AT106847B (de) Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure.
DE415905C (de) Gewinnung von Krypton und Xenon aus der Luft
DE892591C (de) Verfahren zur Gewinnung von Methacrylsaeureamid, Oxyisobuttersaeureamid oder deren Homologen
CH205523A (de) Verfahren zur Herstellung von vorwiegend festes Paraffin enthaltenden Kohlenwasserstoffen.
DE614324C (de) Verfahren zur Gewinnung von Ammonnitrat