JPH0240607B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導管から導入される気体を上記導管の
数倍の直径を有するタンクの横断面全域に分配す
るための、殊にアンモニアの接触的酸化の場合の
アンモニア及び空気の混合気体を分配するための
装置に係る。

硝酸を大規模に製造するためには、アンモニア
を空気中酸素と接触反応させて一酸化窒素を形成
する。触媒としてはプラチナネツトが使用され
る。この場合の反応温度は830゜から960℃の範囲
である。この可成りの程度の反応熱を利用するた
め、一般に同じタンク乃至反応槽内に、廃熱シス
テムがアンモニア酸化部の後に接続されている。

アンモニア及び空気の混合気体は、一般に導管
からフードを経てタンク、即ち円筒状反応槽部分
に導入され、上記反応槽上方部分にはタンクの共
通横断面上に於てプラチナネツトが展張されてい
る。上記フードは、延長部分、例えば円錐状体或
はドーム状部分と円筒状移行部分とから成る。

良好な収率を達成するためには、触媒ネツトに
於て均斉な気体流をもたらす必要があることは周
知の事実である。フード内への均斉な気体流導入
は、一般に慣用の方法では、曲管乃至エルボウの
横断面を邪魔板に依り適当に分割することによつ
て達成される。又フードの円筒状移行部分に於て
１枚又は複数枚の有孔板体を使用することも一般
に行われている。フード入口部に設けられる１個
又は複数個の円錐体に外方に向つて広がつている
開口を設けることも屡々行われている所である。
このような構成は米国特許第3597166号明細書に
記載されている。この種の公知技術に依る円錐体
を使用する実験に依れば、フードとそれに隣接す
る円錐体との間、及び隣接する円錐体間に形成さ
れる各環状導渠内に周辺方向への気体流の片寄り
が生じ、環状導渠の周辺側1/3乃至1/4の範囲に気
体流集中がもたらされ、その結果環状導渠端部か
らの気体流放散が不均一になることが実証されて
いる。

又、単一の対策として或は気体流誘導用円錐体
と共に、円筒状移行部分に有孔板体を設けた場合
にも問題があることが判明している。適当な閉鎖
条件に於て、生起せしめられる圧力損失に基ずい
て一様の通孔気体流がもたらされるが、この気体
流は有効板体の下流の減速帯域に於て脈動する乱
流を生起し、又乏に依り部分的な逆流を伴う不均
斉な瞬間的衝撃流をもたらす傾向が強くなる。従
つて、アンモニア酸化の場合、NOがプラチナネ
ツトの前に逆送されて不燃性NO₃と反応して窒
素をもたらし、従つてNOの収率が低減される可
能性がある。

フード内部に例えば有孔板の如きを設置すると
きは、これは300゜乃至500℃の温度に加熱され、
触媒効果をもたらす面としてNH₃を窒素に転化
させる欠点がある。更に逆流に依りこの種の設置
物上にプラチナ粉が堆積する可能性がある。

従つて、本発明の目的は、一方に於てプラチナ
ネツトを通過する気体流をなるべく均斉にしかも
逆流をもたらすことなく導入し、他方に於てフー
ド内に他の邪魔板を設ける必要をなくすることで
ある。

本発明に依れば、この目的は次のようにして、
即ち導入管中にこの導入管と同心的に内管を設置
装着し、この導入管と内管との間の環状空隙部分
に気体の旋転運動を生起させる邪魔板を配置し、
上記内管には上記邪魔板によつて環状空隙内にも
たらされる圧力降下と略々同じ圧力降下を内管内
へもたらす気体流抵抗体を設けることに依り達成
される。

以下に於て添附図面を参照しつつ本発明の１実
施形を説明する。

気体流は従来慣用の方法に於けると同様に邪魔
板９を有する曲管乃至エルボウ８及び短い直立導
入管１を経てフード２内に、即ちタンク乃至円筒
状反応槽部分内に導入される。フード２の下端に
はプラチナネツト１０が展張設置されている。プ
ラチナネツトに於ける反応が終了した後、高温ガ
スは、１対のフランジを介してフードに装着され
ている廃熱部分１１内に導入される。第１図に於
ては、タンクを耐熱性にするための壁体を有する
この廃熱部分の上端のみが示されている。

本発明に依るこの新規な気体流分配装置の技術
的概念は、加熱されていない導入管１内に設けら
れた邪魔板に依り、触媒ネツトに至る気体流を遠
隔制御することを包含する。この目的を達成する
ために、導入管内の気体流は、同心的に配置され
た内管３に依り分割され、この外方気体流には邪
魔板４に依り回転モーメントが与えられる。この
旋転外方気体流と軸線方向内方気体流との合併に
依り、反応槽軸線方向に逆流を生起させることな
く、アンモニア及び空気の混合気体がプラチナネ
ツトの全域に一様に分配される。

導入管と内管との間の環状空隙内の外方気体流
に旋転運動を生起させるためには、環状に配列さ
れた邪魔板４を設けることが好結果をもたらすこ
とが実証された。

邪魔板４の気体流方向に対する取付角度は、気
体流導入方向に相応して30゜乃至55゜になされる。
軸線方向に延びるハニカム構造体を以て内方気体
流を整流する代りに、安定化のため軽微な旋転を
生起させることもできる。このため整流ハニカム
構造体の代りに内管内に設置されるべき邪魔板
は、反応槽軸線上に逆流を生起させないように最
大限15゜の取付角度を以て装着される。内管内の
及び環状空隙内の気体流の割合を均衡させるため
に、内管の入口端部に於て気体流抵抗、例えば篩
状抵抗体を設けることが必要である。即ち内管３
内には、内管と外管との間の環状空隙内の邪魔板
４によつてもたらされるのと略々同じ圧力降下を
内管内に発生させる流体抵抗手段が設けてある。

本発明の更に好ましい実施態様に於ては、内管
の導入管に対する径割合を0.4乃至0.7とする。内
管の下端部から導入管の下端部までの軸線方向間
隔は、導入管直径の0.1乃至0.5倍になされる。こ
れに依りフード入口前に於て内方気体流及び外方
気体流の均衡がもたらされる。

アンモニアの接触的酸化の場合に於て、本発明
に依る気体流分配装置を使用した場合の従来技術
に対する利点は、反応気体を逆流をもたらさず均
斉にプラチナネツト上に配向することに依り収率
が向上せしめられることである。更に他の利点
は、一方に於てフード内に邪魔板を装着しないこ
とに依り、他方に於て気体逆流を生起させないこ
とに依り、逆火即ちバツクフアイアの操作トラブ
ルが無くなることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に依る気体流分配装置を装着し
たアンモニア燃焼炉上方部分を示す略図的縦断面
図、第２図は気体流分配装置上面に於ける第１図
中のａ−ａ線に依る横断面図である。本発明の主
要部分と符号との対応関係は以下の通りである。 １……導入管、２……フード、３……内管、４
……邪魔板、６……ハニカム構造体、８……エル
ボウ、９……邪魔板、１０……プラチナネツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導管から導入されるアンモニア及び空気の混
   合気体をタンクの横断面全域に分配するための装
   置に於て、導入管１中にこの導入管と同心的に内
   管３が設置装着され、この導入管と内管との間の
   環状空隙部分に気体の旋転運動を生起させる邪魔
   板４が配置されており、上記内管には上記邪魔板
   によつて環状空隙内にもたらされる圧力降下と
   略々同じ圧力降下を内管内へもたらす気体流抵抗
   体が設けてあることを特徴とする装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載した装置に於
   て、上記導入管１と上記内管３との間の環状空隙
   部分に設けられた邪魔板４が環状に配列したター
   ビン翼より構成されている装置。 ３ 特許請求の範囲第１又は２項に記載した装置
   に於て、上記タービン翼状邪魔板４の取付角度を
   気体流動方向に対して30゜乃至55゜とした装置。 ４ 特許請求の範囲第１乃至３項のいずれか１項
   に記載した装置に於て、同心的に配置された内管
   ３に軸線方向に延びるハニカム構造体６乃至ター
   ビン翼状体が設けられ、その取付角度が最大限
   15゜になされている装置。 ５ 特許請求の範囲第１乃至４項のいずれか１項
   に記載した装置に於て、上記内管３の入口端部に
   気体流抵抗体７を、篩状のものとして設置した装
   置。 ６ 特許請求の範囲第１乃至５項のいずれか１項
   に記載した装置に於て、上記内管３の上記導入管
   １に対する径の比率が0.4乃至0.7の範囲にある装
   置。 ７ 特許請求の範囲第１乃至６項のいずれか１項
   に記載した装置に於て、上記内管３の下端部から
   上記導入管１の下端部までの軸線方向距離乃至間
   隔が導入管１の直径の0.1乃至0.5倍である装置。