ES2229130T5 - Gasas de catalizador tridimensionales tricotadas en dos capas. - Google Patents

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Abstract

Una gasa tricotada de catalizador que comprende hilos de trama y al menos dos capas de malla de alambres tricotados de metal noble, en donde dichos hilos de trama están localizados entre dichas capas de malla.

Description

Gasas de catalizador tridimensionales tricotadas en dos capas.
La presente invención se refiere a gasas de catalizador. Más particularmente, se refiere a gasas de catalizador tridimensionales que pueden utilizarse en reacciones gaseosas.
Las reacciones gaseosas catalizadas por metales nobles, tales como la oxidación de amoniaco con oxígeno atmosférico en la producción de ácido nítrico (proceso Ostwald) o la reacción de amoniaco con metano en presencia de oxígeno para producir ácido cianhídrico (proceso Andrussow) han sido importantes para la industria desde hace mucho tiempo. Estas reacciones gaseosas catalizadas heterogéneamente proporcionan productos químicos básicos para la industria química y para la producción de fertilizantes.
Las reacciones transcurren por lo general en la superficie o el interior de una estructura espacial permeable a los gases de un catalizador de metal noble. Gasas en forma de tejidos planos o tejidos tricotados constituidos por alambres finos de metal noble han sido utilizadas en estas reacciones como catalizadores de metal noble y puede hacerse referencia a las mismas como "gasas de catalizador". Tradicionalmente, los "alambres de metal noble" de estas gasas de catalizador se han hecho predominantemente de platino, rodio o de aleaciones de estos metales con otros metales nobles o metales base. Son típicas aleaciones platino-rodio con 4 a 12% en peso de rodio y aleaciones platino-paladio-rodio con 4 a 12% en peso de paladio y rodio. Pueden emplearse también aleaciones paladio-níquel con 2 a 15% en peso de níquel, aleaciones paladio-cobre con 2 a 15% en peso de cobre y aleaciones paladio-níquel-cobre con 2 a 15% en peso de níquel y cobre.
Por lo general, las gasas de catalizador están dispuestas en la zona de reacción de un reactor de flujo en un plano perpendicular a la dirección de flujo de la mezcla de gases. Aquéllas pueden organizarse también en disposiciones cónicas. Adicionalmente, varias gasas pueden disponerse en serie, una tras otra, y combinarse para formar lo que se conoce como un "paquete de catalizador". Asociadas usualmente con el paquete de catalizador se encuentran gasas colectoras de platino, conocidas también como "gasas absorbentes de gases", que están dispuestas convencionalmente aguas abajo de las gasas de catalizador propiamente dichas. Las gasas absorbentes de gases recuperan platino y rodio descargados por convección de las gasas de catalizador en la forma de óxidos gaseosos con la corriente de gas de reacción. Estas gasas absorbentes de gases están hechas usualmente de alambres de paladio o aleaciones de paladio. El uso de paquetes de catalizador y gasas absorbentes de gases es bien conocido por las personas expertas en la técnica.
La Figura 1 muestra una representación de un reactor que está oxidando catalíticamente amoníaco y utiliza un paquete de catalizador y gasas absorbentes de gases. En esta figura, la zona de reacción (2) del reactor de flujo (1), el paquete de catalizador (3), que comprende varias gasas de catalizador (4) en serie y gasas absorbentes de gases (5) aguas abajo, está dispuesta en un plano perpendicular a la dirección de flujo. La mezcla amoniaco/oxígeno atmosférico (con un contenido de amoniaco de 9-13% en volumen) (6) fluye a través del paquete de catalizador a la presión atmosférica o a presión incrementada. La ignición de la mezcla de gases tiene lugar en la región de entrada, y la reacción de combustión produce monóxido de nitrógeno (NO) y agua (7) que implican el paquete de catalizador total. El NO en la mezcla de gases de reacción (7) saliente reacciona subsiguientemente con el exceso de oxígeno atmosférico para producir NO_{2} (8), que forma ácido nítrico con el agua en una reacción de absorción aguas abajo (9). El producto puede destinarse, por ejemplo, a la producción de fertilizantes.
Tanto las gasas de catalizador de metal noble tricotado como las gasas de catalizador de tejido plano son bien conocidas por las personas expertas en la técnica. Sin embargo, las gasas de catalizador de metal noble tricotado presentan varias ventajas sobre las gasas de catalizador de tejido plano, y por esta razón se prefieren actualmente aquéllas para usos industriales. En primer lugar, los catalizadores tricotados pueden producirse más económicamente, dado que se consiguen tiempos de montaje más breves con la técnica de tricotado que con la técnica de tejido plano. Esto lleva a una exigencia considerablemente reducida de metal noble en la producción. Por ejemplo, de acuerdo con la técnica de tricotado en lecho plano, que es bien conocida por las personas expertas en la técnica, las gasas tricotadas se producen y se adaptan individualmente a formas y dimensiones específicas. En contraste, las gasas de tejido plano precisan ser cortadas a partir de telas acabadas, lo que produce materiales de desecho costosos. La técnica de tricotado ofrece también la posibilidad de una flexibilidad alta con respecto al patrón de tricotado, grosores de alambre y peso resultante por unidad de área.
En segundo lugar, puede fabricarse un producto catalíticamente más eficaz por el uso de las gasas de catalizador tricotadas debido a que se pueden conformar gasas de catalizador tricotadas tridimensionales. Estas gasas de catalizador han demostrado ser más eficaces debido a su estructura espacial más compleja. Esto es aplicable sobre todo a las gasas de catalizador tridimensionales tricotadas en dos o más capas, que se describen en el documento EP 0 680 787, y en las cuales las mallas de las capas individuales están unidas unas a otras por hilos de rizo.
Sin embargo, las gasas de catalizador tricotadas tridimensionales conocidas precisan mejoras con respecto a actividad catalítica, selectividad de la reacción catalizada, cantidad de metal noble empleada, resistencia mecánica, vida de servicio y pérdida inevitable de metal noble. Además de estos requerimientos económicos, se precisan mejoras a fin de hacer los procesos en los cuales se utilizan las mismas más respetuosos con el medio ambiente y más ecológicos. Dicho de otro modo, es deseable reducir las emisiones de N_{2}O procedentes de las gasas de catalizador. A fin de obtener una conversión completa del amoniaco, son necesarios un tiempo de residencia adecuado del gas de reacción en el paquete de catalizador y una porosidad correspondiente del paquete de catalizador. La conversión completa del amoniaco en el proceso Ostwald es absolutamente necesaria, dado que pueden formarse nitritos y nitratos de amonio, que representan un riesgo de explosión, si pasa a través del paquete de catalizador amoniaco sin reaccionar. La estabilidad mecánica de las gasas de catalizador tiene que asegurarse adicionalmente con respecto a la vida de servicio
requerida.
Sobre la base de estos requerimientos básicos de la gasa de catalizador y el paquete de catalizador, existen un número mínimo dado de gasas de catalizador y un grosor mínimo de alambre de los mismos que predeterminan la cantidad mínima de metal noble empleada. Sin embargo, el peso por unidad de área de las gasas no puede reducirse como seria de desear, por ejemplo por reducción del grosor del alambre, dado que esto tendría un efecto desfavorable sobre la resistencia mecánica y la vida de servicio de las gasas. Una reducción en la longitud del alambre procesado tendría como resultado un ensanchamiento de la anchura de malla en las gasas de catalizador que son convencionales actualmente, lo cual aumentaría a su vez la proporción de amoniaco sin reaccionar que pasa a su través a medida que se incrementa esta capa de gasa. Una reactividad reducida de tales gasas conduce adicionalmente a una formación incrementada de N_{2}O, especialmente en la fase de puesta en marcha del reactor.
La presente invención se basó por consiguiente en el objetivo de aumentar adicionalmente la actividad y eficiencia catalíticas de las gasas de catalizador de metal noble para reacciones gaseosas de tal modo que fuese posible arreglárselas con una cantidad total menor de metal noble empleada, por ejemplo por reducción del número de gasas y/o la longitud del alambre procesado en la gasa de catalizador y/o el grosor del alambre de la misma, sin tener que aceptar por ello desventajas con respecto al rendimiento y la selectividad de la reacción gaseosa, la resistencia mecánica y la vida de servicio de las gasas y la pérdida inevitable de metal noble.
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La presente invención se refiere a una gasa de catalizador tricotada que comprende:
a.
dos capas de malla de alambres tricotados de metal noble;
b.
hilos de rizo, en donde dichos hilos de rizo unen las dos capas de malla una a otra; y
c.
hilos de trama, en donde dichos hilos de trama están localizados entre dichas dos capas de malla que están unidos por dichos hilos de rizo;
en la cual dichos hilos de rizo y hilos de trama comprenden alambres de metal noble. Las gasas de catalizador de la presente invención pueden utilizarse para efectuar reacciones gaseosas catalizadas heterogéneamente, para la oxidación de amoniaco con oxígeno atmosférico a fin de producir ácido nítrico, y para la reacción de amoniaco con metano en presencia de oxígeno para producir ácido cianhídrico.
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La presente invención proporciona gasas de catalizador tridimensionales para reacciones gaseosas, tricotadas en dos o más capas a partir de alambres de metal noble en las cuales están insertados hilos de trama entre las capas de malla. Las capas de malla están unidas por hilos de rizo.
Las capas de malla, los hilos de rizo y las capas de trama comprenden todos ellos alambres que comprenden metales nobles, a los cuales puede hacerse referencia como "alambres de metal noble".
La presente invención proporciona también procesos para fabricar las gasas de catalizador mencionadas anteriormente.
La Figura 1 es una representación de un reactor que oxida catalíticamente amoniaco.
La Figura 2 es una representación de una sección de una gasa de catalizador tricotada de acuerdo con una realización de la presente invención.
La presente invención se refiere a gasas tridimensionales de catalizador para reacciones gaseosas, tricotadas en dos o más capas a partir de alambres de metal noble. Las capas individuales comprenden mallas que están unidas unas a otras por hilos de rizo, e hilos de trama que están insertados entre las capas de malla. La expresión "capa de malla" hace referencia a una malla de alambres de metal noble tricotados.
La presente invención se describirá a continuación en conexión con realizaciones preferidas. Estas realizaciones se presentan para ayudar a la comprensión de la presente invención y no tienen por objeto, ni deberían interpretarse, como limitantes de la invención que se define en las reivindicaciones adjuntas. Adicionalmente, esta descripción no tiene por objeto constituir un tratado sobre catalizadores. Se remite a los lectores a textos apropiados disponibles sobre esta materia para información adicional en caso necesario.
La estructura básica de las gasas de catalizador de la presente invención corresponde a las gasas tridimensionales de catalizador tricotadas en dos o más capas, que se describen en el documento EP 0 680 787.
En estas gasas, las capas de malla individuales, que comprenden alambres de malla, están unidas una a otras por hilos de rizo. Hasta diez hilos de rizo por malla pueden estar presentes en este caso, estando alineados los hilos de rizo en un ángulo de 0º a 50º respecto a la dirección de flujo de los gases de reacción (lo que corresponde a 90º a 40º respecto al plano de la gasa). Los hilos de rizo tienen por lo general una longitud de 1 mm a 10 mm. Los tejidos tricotados de dos capas correspondientes tienen un grosor de 1,0 mm a 3,0 mm y un peso por unidad de área de 1000 g/m^{2} a 3000 g/m^{2}.
Los hilos de trama están localizados entre las capas de malla. Los hilos de trama pueden insertarse entre las capas de malla en varios planos. Métodos para la inserción de hilos de trama son bien conocidos por las personas expertas en la técnica. Los hilos de trama están dispuestos con preferencia en posición aproximadamente central entre dos capas de malla, y en este caso están dispuestos por lo general unidireccionalmente en los planos. Dichos hilos están dispuestos también con preferencia aproximadamente paralelos unos a otros y están alineados en su dirección perpendicular a la dirección de las mallas en las capas de malla. Además, los hilos de trama están insertados preferiblemente en los hilos de rizo, que unen las capas de malla y están fijados por ellas. Los hilos de trama pueden construirse también como alambres múltiples.
Las gasas tricotadas de catalizador de acuerdo con la presente invención tienen por lo general varios hilos de trama por malla, correspondientes a sus propiedades de alambre. El número preferido puede ser determinado fácilmente por una persona experta en la técnica después de la lectura de esta descripción, sobre la base de la gasa de catalizador particular que se esté utilizando y la aplicación en la que se esté utilizando.
Los hilos de trama están hechos del mismo tipo de material de alambre que los alambres de malla y de rizo, a saber preferiblemente de aleación platino-rodio con 4% en peso a 12% en peso de rodio y aleaciones platino-paladio-rodio con una cantidad comprendida entre 4% en peso y 12% en peso de paladio y rodio. Aleaciones típicas de esta clase son PtRh5, PtRh8 y PtRh10.
Con preferencia, para tricotar las gasas de acuerdo con la presente invención se emplean alambres que tienen un diámetro de 0,05 mm a 0,120 mm y que tienen una resistencia a la tracción de 900 N/mm^{2} a 1050 N/mm^{2} y un límite de elongación de 0,5 a 3%. La producción de alambres a partir de aleaciones de metal noble correspondientes por conformación lineal en frío es bien conocida por las personas expertas en la técnica. Tales alambres pueden procesarse sin adyuvantes en máquinas de tricotado de lecho plano de acuerdo con el documento EP 0 504 723.
En las gasas tricotadas de catalizador de la presente invención, los alambres de malla, los hilos de rizo y los hilos de trama pueden tener grosores que difieren unos de otros. Por lo general, independientemente unos de otros, los alambres de malla tienen diámetros de alambre de 0,06 mm a 0,092 mm, los hilos de rizo tienen diámetros de alambre de 0,06 mm a 0,092 mm, y los hilos de trama tienen diámetros de alambre de 0,06 mm a 0,092 mm.
En las gasas tricotadas de catalizador de acuerdo con la presente invención, los alambres de malla, los hilos de rizo y los hilos de trama pueden reducirse en grosor mínimo de alambre hasta un 15%. La longitud de alambre procesada en la malla y los hilos de rizo pueden reducirse en cada caso en este contexto hasta un 50%. De la cantidad de metal noble economizada como resultado, al menos 40% se inserta en la gasa del catalizador en forma de hilos de trama. No existe desventaja alguna en lo que respecta al rendimiento y selectividad de la reacción gaseosa, la resistencia mecánica y la vida de servicio de las gasas así como a la pérdida inevitable de metal noble.
Las gasas tricotadas de catalizador fabricadas de acuerdo con la presente invención pueden producirse en máquinas industriales de tricotado de lecho plano disponibles comercialmente (v.g., de Stoll, Reutlingen, tipo CSM 440 TC) haciendo pasar una guía de hilo de trama entre la guía de alambre de malla y la guía de hilo de rizo. De acuerdo con el documento EP 0 504 723, los ajustes en las máquinas de tricotado de lecho plano están comprendidos de modo preferible entre 3,63 y 0,81 mm con respecto a calibre y entre 2 y 6 mm para la longitud de malla.
La Figura 2 muestra un diagrama aumentado de una sección de una gasa tricotada de catalizador de acuerdo con la presente invención. En la figura, los hilos de rizo y de trama están representados con un grosor de alambre mayor que el alambre de malla para ilustración visual de la estructura de la geometría de la gasa. La figura muestra una gasa de catalizador de dos capas de malla (2),(3) unidas una a otra por hilos de rizo (1), en la cual los hilos de trama (4), dispuestos aproximadamente paralelos uno a otro, están insertados como alambres simples en disposición aproximadamente central entre las capas de malla (2),(3). Los hilos de trama (4) están fijados en los puntos de cruzamiento (5) de los hilos de rizo (1) y forman un plano catalíticamente activo adicional en disposición aproximadamente central entre las capas de malla (2),(3).
Por introducción de los hilos de trama, se inserta un plano de alambre de metal noble denso adicional en la estructura espacial tridimensional del tejido tricotado en los hilos de rizo que se cruzan unos a otros, lo cual hace que la velocidad de reacción en la gasa de catalizador aumente. Los hilos de trama están fijados por los hilos de rizo que se cruzan unos a otros, de tal manera que es innecesaria una estabilización adicional de estos alambres por unión mediante la formación de mallas. Comparada con una gasa de catalizador correspondiente que está estructurada en una sola capa, esto implica una cantidad significativamente menor de metal noble debido al plano formado por los hilos de trama.
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Se ha encontrado que las gasas tricotadas de catalizador de acuerdo con la presente invención tienen una actividad catalítica significativamente mayor que las gasas tridimensionales de catalizador convencionales tricotadas en dos o más capas (correspondientes al documento EP 0 680 787) en las cuales no están insertados hilos de trama. Las reacciones gaseosas pueden realizarse así con un número menor de capas de gasa de catalizador en el paquete de catalizador y/o con gasas constituidas por alambres de metal noble de menor longitud de procesamiento o menor grosor, dependiendo de si aquéllas se realizan a la presión atmosférica o a presión superior. Esto da como resultado una cantidad total significativamente menor de metal noble empleada. La reducción en la cantidad de metal noble empleada está comprendida entre aproximadamente 15 y aproximadamente 30%.
La naturaleza ventajosa de las gasas de catalizador de acuerdo con la presente invención se manifiesta también por sí misma en las propiedades de ignición del paquete de catalizador y durante la fase crítica de puesta en marcha de la reacción. Como resultado de la mayor actividad del catalizador, la temperatura de ignición se reduce, por lo general en 20ºC a 30ºC, y la temperatura de operación del paquete de catalizador desde 800ºC a 950ºC se alcanza por tanto de modo considerablemente más rápido. El tiempo requerido para alcanzar una reacción estable se reduce por lo general entre 20% y 50%. La emisión de N_{2}O, en particular en la fase de puesta en marcha de la reacción, se reduce así como promedio en un 15% a 30%, y el rendimiento de producto se incrementa correspondientemente.
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Ejemplos
Ejemplo 1
Un reactor de investigación para oxidación de amoniaco se hace operar en condiciones típicas para instalaciones de media presión (presión: 4,0 bar; temperatura de operación: 860ºC; producción de amoniaco: 0,12 m^{3}/h) en cada caso con un paquete de catalizador, de 12 mm de diámetro, de la configuración siguiente:
(a)
combinación de (convencional, técnica anterior):
3 gasas de catalizador tricotadas en una sola capa de PtRh8; grosor de alambre 0,076 mm; peso por unidad de área 600 g/m^{2}
1 gasa de catalizador tricotada en dos capas de PtRh8; grosores de alambre: alambre de malla 0,076 mm, hilo de rizo 0,076 mm; grosor de gasa 2,5 mm; peso por unidad de área 1800 g/m^{2}
(b)
combinación de (modificada de acuerdo con la invención):
3 gasas de catalizador tricotadas en una sola capa de PtRh8; grosor de alambre 0,076 mm; peso por unidad de área 600 g/m^{2}
1 gasa de catalizador de acuerdo con la invención tricotada en dos capas de PtRh8; grosores de alambre: alambre de malla 0,076 mm, hilo de rizo 0,076 mm, hilo de trama 0,076 mm; grosor de gasa 2,5 mm; peso por unidad de área 1800 g/m^{2}.
La temperatura de ignición del paquete de catalizador modificado de acuerdo con la invención es 230ºC y por consiguiente 20-30ºC inferior a la del paquete de catalizador convencional. En la fase de puesta en marcha del paquete de catalizador modificado de acuerdo con la invención, la emisión de N_{2}O se reduce en un 20%. En ambos casos, las temperaturas de operación se establecen casi inmediatamente después de la ignición. Mientras que se establece un estado de operación estacionario con distribución constante de los productos después que se alcanza la temperatura de operación con la gasa de catalizador de acuerdo con la invención, esto se consigue sólo después de 0,5 a 3,5 horas con el paquete de catalizador convencional.
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Ejemplo 2
Un reactor industrial para oxidación de amoniaco se hace operar en condiciones típicas para plantas de media presión (presión: 6,3 bar; temperatura de operación: 895ºC; producción de amoniaco: 5121 m^{3}/h) con un paquete de catalizador, de 1700 mm de diámetro, de la configuración siguiente:
(a)
combinación de (convencional, técnica anterior):
3 gasas de catalizador tricotadas en una sola capa de PtRh5; grosor de alambre 0,076 mm; peso por unidad de área 600 g/m^{2}
4 gasas de catalizador tricotadas en dos capas de PtRh5; grosor de alambre 0,076 mm; peso por unidad de área 1800 g/m^{2}
Peso total de metal noble incorporado 20,5 kg.
(b)
combinación de (modificada de acuerdo con la invención):
2 gasas de catalizador tricotadas en una sola capa de PtRh5; grosor de alambre 0,076 mm; peso por unidad de área 600 g/m^{2}
3 gasas de catalizador tricotadas en dos capas de PtRh5; grosor de alambre 0,076 mm; peso por unidad de área 1800 g/m^{2}
1 gasa de catalizador de acuerdo con la invención tricotada en dos capas de PtRh5; grosores de alambre: alambre de malla 0,060 mm, hilo de rizo 0,060 mm, hilo de trama 0,060 mm; grosor de gasa 2,55 mm; peso por unidad de área 1600 g/m^{2}
Peso total de metal noble incorporado 16,5 kg.
El paquete de catalizador de acuerdo con la invención comprende un total de 6 gasas de catalizador, de las cuales 1 es una gasa de catalizador de acuerdo con la invención tricotada en dos capas con hilos de trama. El paquete de catalizador convencional de eficiencia comparable comprende 7 gasas, de las cuales 3 son gasas de catalizador tricotadas en una sola capa y 4 son gasas de catalizador tricotadas en dos capas (correspondientes al documento
EP 0 680 787). La gasa del catalizador de acuerdo con la invención da como resultado una reducción en la cantidad total de metal noble empleada de un 20%, desde 20,5 kg a 16,5 kg.
La reducción en la cantidad de metal noble empleada por la gasa de catalizador de acuerdo con la invención tricotada en dos capas está compuesta como sigue:
1 gasa de catalizador tricotada en una sola capa con un grosor de alambre de 0,076 mm y un peso por unidad de área de 600 g/m^{2} y 1 gasa de catalizador tricotada convencionalmente en dos capas con un grosor de alambre de 0,076 mm y un peso por unidad de área de 1800 g/m^{2} se reemplazaron por 1 gasa de catalizador de acuerdo con la invención tricotada en dos capas con un grosor de alambre de 0,060 mm y un peso por unidad de área de 1600 g/m^{2}. La reducción en peso es 1,816 kg (33%), donde 1,362 kg (75%) de la reducción de peso debe atribuirse a la reducción en el número de gasas en el paquete de catalizador y 0,454 kg (25%) debe atribuirse a la reducción en el grosor de alambre en la gasa de catalizador de acuerdo con la invención tricotada en dos capas.
El ahorro adicional de 2,184 kg para el paquete de catalizador total fue debido a una reducción en el grosor de alambre y el peso por unidad de área de 2 de las 3 gasas de catalizador convencionales de dos capas empleadas.
La temperatura de ignición del paquete de catalizador no puede medirse en esta planta. La temperatura de operación se alcanza después de aproximadamente 2 minutos. Esto es aproximadamente el 60% del tiempo de puesta en marcha requerido con los paquetes de catalizador convencionales. La conversión del amoniaco después que se ha alcanzado la temperatura de operación es completa en ambos casos.
Después de un periodo de operación de 4 semanas, se alcanza un rendimiento estable 1% mayor con las gasas de catalizador de acuerdo con la invención.

Claims (17)

  1. \global\parskip0.950000\baselineskip
    1. Una gasa tricotada de catalizador que comprende:
    a.
    dos capas de malla de alambres tricotados de metal noble;
    b.
    hilos de rizo, en donde dichos hilos de rizo unen las dos capas de malla una a otra; y
    c.
    hilos de trama, en donde dichos hilos de trama están localizados entre dichas dos capas de malla que están unidos por dichos hilos de rizo;
    en la cual dichos hilos de rizo y hilos de trama comprenden alambres de metal noble.
  2. 2. Una gasa de catalizador de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual los hilos de trama están insertados entre las capas de malla en más de un plano.
  3. 3. Una gasa de catalizador de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en la cual los hilos de trama están dispuestos en posición aproximadamente central entre las dos capas de malla.
  4. 4. Una gasa de catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual los hilos de trama están dispuestos aproximadamente paralelos unos a otros y están alineados en su dirección perpendicularmente a la dirección de las mallas en las capas de malla.
  5. 5. Una gasa de catalizador de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual los hilos de trama están insertados en los hilos de rizo.
  6. 6. Una gasa de catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la cual los alambres de malla tienen diámetros de alambre de 0,06 a 0,092 mm, los hilos de rizo tienen diámetros de alambre de 0,06 a 0,092 mm y los hilos de trama tienen diámetros de alambre de 0,06 a 0,092 mm.
  7. 7. Una gasa de catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la cual existen hasta diez hilos de rizo por malla y los hilos de rizo están alineados en un ángulo de 0 a 50º con respecto a la dirección de flujo de los gases de reacción.
  8. 8. Una gasa de catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la cual el grosor de las dos capas de malla es de 1,0 a 3,0 mm y el peso por unidad de área es de 1000 a 3000 g/m^{2}.
  9. 9. Una gasa de catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la cual las capas de malla comprenden alambres de malla y los alambres de malla comprenden una aleación platino-rodio con 4% en peso a 12% en peso de rodio o una aleación platino-paladio-rodio con 4% en peso a 12% en peso de paladio y rodio.
  10. 10. Una gasa de catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la cual los hilos de rizo comprenden una aleación platino-rodio con 4% en peso a 12% en peso de rodio o una aleación platino-paladio-rodio con 4% en peso a 12% en peso de paladio y rodio.
  11. 11. Una gasa de catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la cual los hilos de trama comprenden una aleación platino-rodio con 4% en peso a 12% en peso de rodio o una aleación platino-paladio-rodio con 4% en peso a 12% en peso de paladio y rodio.
  12. 12. Un proceso para la producción de una gasa tridimensional de catalizador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende tricotar alambres de metal noble en dos capas en una máquina de tricotado de lecho plano, en el cual se hace pasar una guía de hilo de trama entre una guía de alambre de malla y una guía de hilo de rizo.
  13. 13. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual dichos alambres tienen un diámetro de 0,05 mm a 0,120 mm, una resistencia a la tracción de 900 N/mm^{2} a 1050 N/mm^{2} y un límite de elongación de 0,5% a 3%.
  14. 14. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, en el cual en la máquina de tricotado de lecho plano existen ajustes entre 3,63 y 1,81 mm con respecto al calibre y entre 2 y 6 mm con respecto a la longitud de malla.
  15. 15. Uso de la gasa de catalizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para la realización de reacciones gaseosas catalizadas heterogéneamente.
  16. 16. Uso de la gasa de catalizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para la oxidación de amoniaco con oxígeno atmosférico con objeto de producir ácido nítrico.
  17. 17. Uso de la gasa de catalizador de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para la reacción de amoniaco con metano en presencia de oxígeno con objeto de producir ácido cianhídrico.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100398200C (zh) * 2005-11-23 2008-07-02 贵研铂业股份有限公司 氨氧化用铂合金针织催化网
DE102007034715A1 (de) 2007-07-23 2009-01-29 Evonik Röhm Gmbh Reaktor zur Herstellung von Cyanwasserstoff nach dem Andrussow-Verfahren
US20100320081A1 (en) 2009-06-17 2010-12-23 Mayer Steven T Apparatus for wetting pretreatment for enhanced damascene metal filling
US9455139B2 (en) 2009-06-17 2016-09-27 Novellus Systems, Inc. Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating
US9677188B2 (en) 2009-06-17 2017-06-13 Novellus Systems, Inc. Electrofill vacuum plating cell
US9138784B1 (en) 2009-12-18 2015-09-22 Novellus Systems, Inc. Deionized water conditioning system and methods
DE102011016044A1 (de) 2011-04-04 2012-10-04 Jens Kopatsch Verfahren zur Herstellung von Formdrähten mit hoher Drahtoberfläche und Katalysatornetzen aus Formdrähten
CN104220156B (zh) 2012-03-05 2017-06-20 巴斯夫欧洲公司 具有内部过滤器元件的氨氧化反应器
RU2603656C2 (ru) * 2012-06-27 2016-11-27 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Туймекент" Способ получения цианистого водорода
CN102935363A (zh) * 2012-11-09 2013-02-20 贵研铂业股份有限公司 新型铂铑合金多层立体催化网及其制备方法
US9435049B2 (en) 2013-11-20 2016-09-06 Lam Research Corporation Alkaline pretreatment for electroplating
JP6276115B2 (ja) * 2014-06-12 2018-02-07 グンゼ株式会社 金属製スポンジ状立体編地
US9481942B2 (en) 2015-02-03 2016-11-01 Lam Research Corporation Geometry and process optimization for ultra-high RPM plating
US10337130B2 (en) 2016-02-01 2019-07-02 The Boeing Company Metal alloy knit fabric for high temperature insulating materials
JP7035780B2 (ja) * 2018-05-08 2022-03-15 トヨタ自動車株式会社 触媒構造体
EP3647020A1 (en) * 2018-11-05 2020-05-06 Basf Se Catalyst, catalyst carrier or absorbent monolith of stacked strands
EP3680214B1 (de) * 2019-01-14 2021-08-25 Heraeus Deutschland GmbH & Co KG Katalysatorsystem sowie verfahren zur katalytischen verbrennung von ammoniak zu stickstoffoxiden in einer mitteldruckanlage
EP3680015B1 (de) * 2019-01-14 2024-03-06 Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG Katalysatorsystem sowie verfahren zur katalytischen verbrennung von ammoniak zu stickstoffoxiden in einer mitteldruckanlage
GB201907831D0 (en) 2019-06-03 2019-07-17 Johnson Matthey Plc Catalyst gauze
DE102020120927B4 (de) 2020-08-07 2024-01-25 Jens Kopatsch Verfahren zur Herstellung von Netzen mit Tertiärstruktur zur katalytischen Umsetzung von Fluiden
EP4001483A1 (de) 2020-11-17 2022-05-25 UMICORE AG & Co. KG Edelmetallnetz für die katalysierung von gasphasenreaktionen, sein herstellungsverfahren und seine verwendung in einem ammoniak oxidationsverfahren
US20230398531A1 (en) 2020-11-17 2023-12-14 Umicore Ag & Co. Kg Precious metal mesh for catalyzing gas-phase reactions
EP4215661B1 (de) * 2022-01-24 2024-06-05 Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von edelmetallnetzen auf flachstrickmaschinen
PL4215662T3 (pl) * 2022-01-24 2024-08-05 Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg Sposób wytwarzania siatek z metali szlachetnych na płaskich maszynach dziewiarskich
EP4407083A1 (de) 2023-01-26 2024-07-31 Umicore AG & Co. KG Fadenführer für eine strickmaschine für edelmetallnetze
DE202023002903U1 (de) 2023-01-26 2024-12-23 Umicore Ag & Co. Kg Fadenführer für eine Strickmaschine für Edelmetallnetze
EP4464828A1 (de) 2023-05-17 2024-11-20 Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von edelmetallnetzen auf flachstrickmaschinen
DE102023129020A1 (de) 2023-10-23 2025-04-24 Umicore Ag & Co. Kg Verwendung von Edelmetallnetzen zur Oxidation von Ammoniak
DE102024121411A1 (de) 2024-07-26 2026-01-29 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Edelmetallnetzen zur Ammoniakoxidation
DE102024121410B4 (de) 2024-07-26 2026-02-05 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Edelmetallnetzen zur Ammoniakoxidation
EP4692422B1 (en) 2024-08-05 2026-04-01 Umicore AG & Co. KG Complex knitted structures as electrode for electrolysis of water

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR771524A (fr) * 1933-07-06 1934-10-10 Comptoir General Des Metaux Pr Perfectionnement aux toiles de platine utilisées comme catalyseurs
US4045847A (en) * 1970-10-02 1977-09-06 Walford Richard L Apparatus for the manufacture of weft inserted non-woven fabrics
US4181514A (en) * 1978-02-14 1980-01-01 Huyck Corporation Stitch knitted filters for high temperature fluids and method of making them
US4189811A (en) * 1978-03-29 1980-02-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for producing non-woven webs of cross-laid strands
DE3671259D1 (de) 1985-08-22 1990-06-21 Asahi Chemical Ind Kettengewirkte raeumliche konstruktion und verfahren und vorrichtung zu deren herstellung.
RU2024294C1 (ru) * 1990-02-22 1994-12-15 Барелко Виктор Владимирович Каталитический элемент для конверсии аммиака
DE4206199C1 (es) * 1991-03-16 1992-11-12 Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De
FR2694306B1 (fr) * 1992-07-31 1994-10-21 Louyot Comptoir Lyon Alemand Fils comprenant un élément hélicoïdal, leurs assemblages et l'utilisation desdits assemblages comme catalyseur et/ou pour récupérer des métaux précieux.
DE4300791A1 (de) * 1993-01-14 1994-07-21 Heraeus Gmbh W C Gewirk aus edelmetallhaltigen Drähten und Verfahren für seine Herstellung
DE4411774C1 (de) * 1994-04-06 1995-08-17 Degussa Katalysatornetze für Gasreaktionen
US6073467A (en) 1994-04-06 2000-06-13 Degussa Aktiengesellschaft Catalyst gauzes for gaseous reactions
DE4423714A1 (de) * 1994-07-08 1996-01-11 Heraeus Gmbh W C Gewirk aus edelmetallhaltigen Drähten und Verfahren für seine Herstellung
RU2150389C1 (ru) * 1999-02-01 2000-06-10 Оао "Екатеринбургский Завод По Обработке Цветных Металлов" Пакет газопроницаемых сеток из благородных металлов для каталитических процессов

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