JPH0615697B2 - 硝酸プラントにおける白金の回収法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 硝酸は、通常白金−ロジウム合金の針金から織つた金網
（gauze）である酸化触媒上をアンモニアと空気を通過
させることにより、商業的に製造される。典型的には、
金網を去るガスの温度は約８１０℃〜約９６０℃の範囲
であり、最もしばしば８５０℃以上である。アンモニア
が酸化されるとき、白金は、多分より揮発性の酸化物の
形で、金網からゆつくり失なわれる。ロジウムも失なわ
れるが、それほど重大な問題ではない。失なわれる速度
は、プラントの型に依存する。典型的には、転化される
アンモニアの１トン当り、高圧プラントは１ｇより多い
白金を失なうが、低圧プラントはそれより少ない量を失
なうであろう。触媒の損失速度が重量で表わして遅いと
きであつてさえ、コストは通常かなりの額となる。多く
の操業において、生産中に失なわれる白金のコストは、
アンモニアの供給原料のコストに次いで、操業の第２の
最大の経費であると言われてきている。

白金とロジウムの一部分を回収しようと試みる多くの研
究がなされてきている。種々の材料のフイルターを触媒
の金網の下流に配置して、白金とロジウムの固体の粒子
を機械的に捕捉しかつ保持した。後に、種々のパラジウ
ム合金はガス流から白金含有蒸気を抜き取る能力を有す
ることが発見された。この抜き取りの機構は多少論争の
主題であるが、反応の過程において、気相中の白金酸化
物は白金に逆転し、この白金は触媒の金網へもどるかあ
るいは流れによつて運ばれて多分パラジウムと合金し、
揮発性パラジウム化合物の形勢を触媒すると、理論づけ
られた（Holtzmann,Chemie-Ingenieur-Thchnik,vol.４
０，No.２４：１２２９−３７，１９６８参照）。種々
の合金元素が、主としてパラジウムの機械的性質を改良
する能力について、選択されてきた。典型的な商用パラ
ジウム合金は、約８０重量％のパラジウムと約２０重量
％の金を含有する。回収合金は通常多数枚の織つた金網
の形で使用されるが、編んだメツシユまたは他の有孔要
素を使用することもできる。回収金網は通常触媒の金網
へできるだけ近接し、しばしば数ミリメートルの範囲内
で、通常１０mm以下の距離で配置される。硝酸プラント
における触媒金網は、プラントの設計に依存して、約３
５日〜２７０日ごとの計画で規則的に交換されるので、
実際的な問題として、回収金網は通常触媒の金網を交換
するときに交換されるが、これより少ない回数で交換す
ることもできる。この技術は、現在広く採用されてお
り、次の文献に詳述されている：米国特許第3,434,826
号；Pl-atinum Metals Review，Ｖｏｌ．１３〔No.〕：
２〜８ページ（Jan.,1969）；英国特許第1,082,105号お
よびChmie-Ingenieur-Technic，Ｖｏｌ．４０，No.２
４：１２２９−３７（１９６８）。採用するとき、この
技術を用いて得られた回収金網の各シートの回収効率
は、主としてプラントの窒素の負荷（loading）により
通常特定したプラントの型に依存して、約１０％〜６０
％の範囲である。

本発明の方法を用いると、回収金網の各シートの回収効
率を数パーセント増加し、これにより中圧プラントにお
いて追加の１００トロイオンスより多い白金を年間回収
することができ、あるいは少ない数の回収金網で同等の
回収率を得ることができる。これらの改良は、硝酸プラ
ントの経済的生存能力において非常に有意な差をつくる
ことができる。この節約は低圧プラントでは少ないであ
ろうが、高圧プラントにとつて、この節約はより実質的
なものになりさえする。この節約は、次の発見により、
今や可能である。すなわち、この方法は物質移動で制限
される。すなわち、触媒の金網から来るガス流から白金
を抜き取る速度は、白金種（platinum species）がガス
を通して回収金網の表面へ拡散する速度によつて決定ま
たは制限され、針金表面における白金が金網中のパラジ
ウムで捕捉または保持または”合金“されうる速度は、
白金種がガス流から針金表面へ拡散しうる速度よりも非
常に大きいというモデルに基づいて、高いパラジウム含
量の金網の白金回収効率を推定できるということが発見
された。これに基づいて、金網の形状を合理的に設計
し、そして最適化して、適度の圧力低下を起こさない
で、効率を改良することが可能である。

本発明に従つて設計された金網を用いると、金網のパツ
ク中の各シートの効率を、プラントの窒素の負荷に依存
して、数パーセント増加することができる。本発明の方
法は高圧プラントにおける使用にことに望ましい。なぜ
なら、転化されるアンモニアの１トン当りに失なわれる
白金の量が多いばかりでなく、また処理されるアンモニ
アのトン数も低圧プラントよりも非常に大きいからであ
る。さらに、先行技術の高圧プラントについての単一の
金網の回収効率は、これらのプラントにおける白金の回
収がきわめて困難であるので、著しく低い。こうして、
いかなる改良もこれらのプラントの経済性にとつてとく
に重要である。

回収金網は、本発明によれば、 (1) 金網で処理すべきガス流の流速、状態および組成
を測定し、次いで (2) 流れの物理的性質を、測定または計算により、決
定し、 (3) 金網をその中で使用すべきプロセス流について物
質速度（mass velocity）（Ｇ）、動力学粘度（μ）お
よびシユミツト数（Ｓｃ）を決定し、 (4) 白金の回収は本質的に物質移動（mass transfer）
で制限されるという仮定に基づいて選択された金網シー
トの回収効率を推定し、そして (5) 本発明の範囲内の触媒のサイクルにわたつて単一
のシートの平均の回収効率を提供する金網を製作しかつ
供給する、 工程からなる方法によつて、設計されかつ製作される。

たとえば、回収効率は、表１の欄２に記載される効率を
超える平均回収効率を有する、最適の形状が決定される
まで、金網について推定することができる。

多くの場合、高い効率は、メツシユ（針金の数／単位長
さ）と針金の直径との初期の積が、大きい比率のパラジ
ウムと小さい比率のニツケルとを含有する金網につい
て、少なくとも０．２を超える金網の形状を使用するこ
とによつて得ることができる。好ましくは、メツシユと
と針金の直径との初期の積は約０．２〜約０．９の範囲
である。低い膨張合金、たとえば、パラジウム−金につ
いて、メツシユと針金の直径との初期の積は少なくとも
０．３、好ましくは約０．３〜約０．９、より好ましく
は約０．３５〜約０．９の範囲である。９５％Ｐｄ：５
％Ｎｉの金網について、メツシユＮは約１０〜約８０の
範囲であり、ｄ_ｗは約０．００３〜約０．０９０インチ
であり、そしてそれらのそれぞれの値は、Ｎとｄ_ｗとの
初期の積が少なくとも約０．２より大きいようなもので
ある。

実際には、大ていの商業的プラントにおいて直面する条
件下の本発明の目的に対して、初期のある瞬間の回収効
率（η）、すなわち、高いパラジウム含量を有する単一
の金網で回収される流れ中の白金の百分率は、準実験式 の使用によつて推定することができ、ここで“ξ”は約
０．７６より小さく、好ましくは０．６８５より小さい
が０より大きい金網の体積空隙分率（vo-lumetric void
fraction）であり、“Ｓｃ”は触媒の金網からの流出
物中の酸化された白金の拡散についてのシユミツト数、
通常０．８〜１．０、であり、“Ｒｅ”は針金の直径と
回収金網のすぐ上流のプロセス流の平均速度に基づいた
レイノルズ数、すなわち、 であり、ここで“Ｇ”は触媒へ供給されるガス流の物質
速度であり、“μ”は触媒の金網からの流出物の動力学
粘度であり、典型的には、レイノルズ数は１０〜２０
０、最もしばしば２０〜５０であり、“Ｃ”は試験金網
の形状寸法について適当な物質移動相関係数であり、通
常約０．４〜１の範囲内に入り、“ａ”は金網の比かさ
表面積、すなわち、金網の１平方インチの合成の表面積
をその見かけの体積（superficial volume）で割つたも
のであり、“ａ”は通常約５３〜６４０逆インチの範囲
内の値を有し、“ｍ”は金網の形状について適当な質量
移動相関指数であり、通常約０．６〜０．８の値を有
し、そして“ｄ_ｗ”は金網の針金の直径である。本発明
に従う金網に使用する針金の大部分は、０．００１５〜
０．０２インチの間で変化する直径を有する。

正方形のリネン織りの金網、実際に最も頻繁に用いられ
ているようなもの、について、次の近似式が有用であ
る： ａ＝π［１＋Ｎ²ｄ_ｗ ²］^1/2Ｎ （２） ここで“Ｎ”はメツシユすなわち１インチ当りの針金の
数であり、そして ξ＝１−1/4πＮｄ_ｗ（１＋Ｎ²ｄ_ｗ ²）^1/2 （３） 適当な物質移動相関係数“Ｃ”および物質移動相関指数
“ｍ”を決定する方法は、当業者によく知られている。
有用な形状に関連する文献についての注目に値する要約
は、“Estimation of Platinum Catalyst Requirement
for Ammonia Oxidation”，RobertsおよびGillespie
著、Advances in Chemistry Series，No.133，Chemical
Reaction Engineering II，１９７４，６００−６１１
ページに記載されている。より異常な形状について、こ
れらの定数は実験的に決定される。普通の積み重ねられ
たスクルーンの金網について、適当な相関関係は、Satt
erfieldおよびCortez,Ind.Eng.Chem.Fundamentals（１
９７０）９，６１３およびShah,Ph.D. Thesis,University of Birmingham， England（１９７０）に記載されている。本発明の目的
に対して、(1)は、下記のシユミツト数および粘度を使
用する場合、拡散種がかならずしも白金酸化物でなくて
さえ、この出願に記載さるスクリーン、反応器および流
れの条件について０．９４の“Ｃ”および０．７の
“ｍ”の値で、適切にはたらくであろう。

特定のプラントのための回収金網の設計を促進するため
に、第１、第２および３図に類似する効率対針金直径の
グラフを式(1)を用いて構成できる。

実際的問題として、ガス流の性質は実際に直面する約８
１０〜約９６０℃の温度範囲にわたつてわずかに変化す
るだけであるので、９００℃における性質はほんのわず
かの誤差をもつて使用できる。同様に、触媒への供給物
の濃度は１０．０〜１０．５ｍ／ｏ（モル％）のアンモ
ニアおよび９０．０〜８９．５ｍ／ｏの空気に通常調整
され、それゆえ触媒の金網からの反応生成物の組成は一
定にとどまるので、その範囲の物理的性質を使用でき
る。これらの範囲において、シユミツト数は空気中の白
金酸化物の蒸気の拡散について約０．９〜０．９５であ
り、そしてガスの動力学粘度は約４２×１０〜５ポアズ
である。

したがつて、効率ηは、措定の窒素の負荷“Ｌ”につい
てメツシユ“Ｎ”および針金直径“ｄ_ｗ”によつて主と
して決定され、ここで窒素の負荷“Ｌ”は１日当り触媒
の金網の１平方メートルを通過する窒素（アンモニア中
の）の米トン数である。こうして、効率は種々のメツシ
ユ大きさについて針金直径の関数としてプロツトでき
る。空隙分率を同じグラフ上にパラメーター的に示すこ
とができるので、効率と空隙分率は各措定の針金直径と
メツシユとの組み合わせについて同時に決定できる。金
網シートの所定の空隙分率および数について、金網を通
る圧力低下は既知の相関関係を用いて推定することがで
きる。金網を横切つて適度の圧力低下を起こさない高い
回収率を得るためには、体積空隙分率（ξ）は約０．７
６〜約０．５であることが好ましい。約０．５から約
０．３までに小さい体積空隙分率はよりすぐれた回収効
率を与えることさえできるが、回収金網を適切に支持し
て、それを通過するガス流の力によつてそれが損傷した
り変位したりしないように注意しなくてはならない。多
くの応用において、約０．６８５〜約０．５の体積空隙
分率は、ことに高い回収効率と許容しうる圧力低下との
きわめてすぐれた組み合わせを提供するであろう。約
０．３以下の空隙分率はきわめて高い回収効率を得るた
めに使用できるが、多くの現在のプラントは金網の支持
体を変更して、金網への流れのその結果生ずる力に耐え
かつそれを適切に分配させることを必要とするであろ
う。ある場合において、圧力低下による電力のコストも
多少有意なもとのなることがある。しかしながら、実際
には、約０．３以上、好ましくは約０．５〜約０．７６
の範囲の体積空隙分率に考えを限定することで通常十分
である。空隙分率の最も好ましい範囲は、約０．５〜約
０．６８５の範囲である。

本発明による金網を製作する方法は、問題のプラント条
件、たとえば、温度、圧力およ窒素負荷について適当な
効率対針金直径のグラフの少なくとも一部分をプロツト
することによつて容易に達成される。次いで、、触媒の
サイクル長さの線をこのグラフに次の手順によりプロツ
トできる。すなわち、触媒のサイク長さの線に近いメツ
シユと針金直径との組み合わせを選ぶとき、触媒のサイ
クル長さにわたる金網の平均回収効率（）は本発明の
範囲内に入るようにする。

触媒のサイクル長さの線は、まず第６図を考慮し、そし
て第６図から決定した最小効率に相当する水平線を、第
１〜３図のような、適当な効率対針金直径のグラフを横
切つて描くことにより、どの金網が本発明の範囲内の効
率（η）を生ずるかを決定することによつてプロツトす
る。次いで、この水平線より上の種々のメツシユ大きさ
および針金直径についての適当な回収金網のサイクル長
さ“Ｔ”を式 により決定し、ここで“Ｗ”は回収金網シートの１平方
メートル当りの重量であり、そして“ｂ”は転化された
窒素（アンモニア中の）の１トン当り触媒の金網から失
なわれた白金の量である。本発明のモデルに従い、白金
の回収速度は、少なくとも回収金網のサイクル長さに到
達するまで、ほぼ一定であるが、その後急速に減少す
る。“Ｗ”は一般に である。単一のリネン織りの金網についての“φ”は第
４図から決定できる。リネン織り以外の織りの金網につ
いて、重量は同様な方式で第１原理から計算することが
でき、あるいは必要に応じて実験的に決定することがで
きる。プラントの歴史または同様なプラントの歴史から
よりすぐれたデータが得られない場合、“ｂ”は第５図
から推定することができ、処理される窒素の１トン当り
白金の損失を、触媒の金網への窒素の負荷の関数として
表わす。最後に、これらの金網の回収サイクル長さの点
を結ぶグラフを描き、金網の回収サイクル長さ“Ｔ”が
プラントの計画した触媒の回収長さ“Ｔｐ”と一致する
ところでグラフと交差する直線を描く。次いで、許容し
うる効率と圧力低下を与える金網を、この線の付近にお
いて選ぶ。好ましくは、問題のコストを最小とするため
に、本発明の範囲内の効率を生ずると同時に、プラント
の計画した触媒のサイクル長さに合致する最小重さの金
網を選択する。使用する金網シートは２．０５トロイオ
ンス／平方フイートより小さく、より好ましくは１．９
トロイオンス／平方フイートより小さい重さを有するこ
とが好ましい。

先行する金網の回収金網のサイクル長さを超えないとす
ると、第ｎ番目の回収金網のサイクル長さは、式 により決定され、ここで“η_ｉ”は第ｉ番目の回収金網
シートの回収効率であり、そしてＷ_ｎは第ｎ番目の金網
の重さである。実際的問題として、操業および回収サイ
クルにわたつて金網、製作および設置のコストにとつて
重大である損失されるパラジウムのコストが、回収され
る白金の重量によつて正当化されなくなるまで、金網を
加えることができる。通常、約０．３〜約０．５ｇのパ
ラジウムが、回収される白金の１ｇ当りに、回収金網か
ら失なわれる。多くの場合において、回収金網の初めの
層において、比較的荒い網目および大きい直径の針金の
金網を使用し、そして継続する金網において、細かい
網、細い針金、または両者を使用することは、初めの金
網の効率が得ることができる程度に高くない場合でさ
え、有利であろう。各金網について網目および針金の直
径を適当に選ぶことにより、パック中の各金網について
計画した回収金網サイクル長さを得ることができる。こ
の結果は、下流の金網の効率を上流の金網の効率より大
きくすることができるので、得ることができる。

パツク中の各シートについて得られたのとほぼ等しい回
収金網サイクル長さが存在するように回収金網を設計し
ようとするとき、パツクの第１シートは前述のように設
計し、それが本発明の範囲内の触媒サイクルにわたつて
平均の回収効率、すなわち、１−ｅｘｐ（−３．４５／
Ｌ^.7）より大きいを有するようにすべきである。好ま
しくは、この第１金網シートについての回収金網サイク
ル長さは、プラントについて計画した触媒の金網のサイ
クル長さの約１０分の９ないし１０分の１１の範囲内に
ある。その時、各継続する金網シートの幾何学的形状
は、次の関係が各金網シートについてほぼ満足されるよ
うに、選択することができる： ここでａ_n、ｄ_nおよびη_nは、金網の第ｎ番目のシート
についての、それぞれ、比かさ表面積、針金直径および
（回収効）率であり、_１は第１金網の平均回収効率で
あり、そしてη_iおよびφ_iは第ｉ番目の金網シートにつ
いてのそれぞれ回収効率および回収関数であり、Ｓ_c、
Ｇ、Ｃ、ｍおよびμは上に定義したとおりであり、一方
ｎはパツクにおいて設計する金網シートの数である。た
とえば、パツク中の第２金網シートについて、関係はｎ
＝２でほぼ満足され、第３金網シートについてｎ＝３で
ほぼ満足され、その他同じである。パツク中の少なくと
も１枚の金網（好ましくは少くとも２枚）が１−exp
（−３．４５／Ｌ^.7）を越える平均の回収効率を有し、
そして少なくとも１枚、しかし好ましくは少なくとも２
回の金網シートが計画した触媒の金網のサイクル長さの
約１０分の９ないし約１０分の１１の回収金網のサイク
ル長さを有することを確保することにより、大きく改良
された結果を得ることができる。

所定のプラントに本発明の方法を用いると、表Ｉの欄２
に記載する値より大きい、触媒のサイクルにわたる平均
の単一のシートの回収効率を得ることができる。好まし
い形状を用いると、欄３に記載する値より大きい平均の
効率を得ることができる。第６図は、本発明の金網を用
いて、触媒のサイクル長さにわたつて得ることができる
平均の回収効率を、窒素負荷の関数として、先行技術に
おいて報告された効率と比較して、示す。

実際には、回収金網は大きい比率のパラジウムまたは金
と、小さい比率の、機械的性質を改良する他の合金元素
とを含有する。大きい比率のパラジウムとは、回収金網
が少なくとも約７０重量％のパラジウムを含有すること
を意味する。好ましくは、回収金網は少なくとも約８０
重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％のパラジ
ウムを含有する。最も好ましい回収金網は、少なくとも
約９５重量％のパラジウムを含有する。多分最も広く使
用されている合金は、８０％のパラジウムと２０％の金
を含有する合金であつた。この合金は広く使用されてい
るが、金の含有は金網のコストを大きく増加するので、
これに代わりうるものが探求されてきている。パラジウ
ムのため他の合金元素の例は、他の白金金属、ニツケ
ル、マンガン、クロム、炭素、ホウ素などである。とく
に有用なパラジウム合金の例は、パラジウム／金、パラ
ジウム／白金、パラジウム／ニツケル、パラジウム／
銅、パラジウム／ルテニウム、パラジウム／銀である。
あるいは、大きい比率の金と小さい比率の白金族金属と
を含有する金網が示唆された。なぜなら、金はパラジウ
ムと同じ程度に揮発しないからである。これらの金に富
んだ合金の白金を抜き取る能力は、パラジウムに富んだ
合金の能力よりも多少劣るように思われる。パラジウム
に富んだ合金と同じ方式において、金に富んだ合金の機
械的性質は、酸素より白金に対して大きい新和力を有す
る金属、たとえば、タンタル、ニオブなどを加えること
によつて改良できる。他の適当な合金元素の例は、チタ
ン、ジルコニウム、クロム、ニツケル、マンガンなどで
ある。

本発明の目的に対して、好ましい合金はパラジウム／金
およびパラジウム／ニツケル合金、とくに少なくとも８
０％のパラジウムを含有する合金である。９５％のパラ
ジウムと５％のニツケルは本発明の実施においてとくに
有利な合金である。なぜなら、それは比較的安価であ
り、製作容易であり、熱白金含有流出物へ暴露したと
き、針金は膨張し、そして針金を取り出す直径が２倍と
なることができるからである。ある場合において、金網
中の針金の直径は２倍より大きくなり、初めの直径のほ
ぼ２．５倍に到達することがある。この膨張は、適切に
許す場合、金網の効率が針金の膨張とともに増加するの
で、とくに有利となりうる。たとえば、５７トン／ｍ^２
／日の窒素負荷を有するプラントにおいて、約１１％の
初期効率をもつ３６メツシユ×０．００６８インチの針
金直径の金網は、針金が０．０１２インチに膨張した
後、約１４％の効率を提供することができ、そして針金
がそのもとの直径の２．５倍になつた場合、約１８％の
効率を提供できるであろう。こうして、初め本発明の範
囲外であるある瞬間の効率を提供した金網は、膨張して
本発明の範囲の平均効率を提供し、その初めの形状に基
づいて予測したものよりも非常に高い効率を提供するこ
とができる。

こうして、ニツケル／パラジウム金網を使用するとき、
金網は、その初めの形状に基づくその回収効率が１−ex
p（−３．４５／Ｌ^.7）より小さいが、膨張したとき、
これらの金網が表ＩＡに記載するものを超える、触媒の
サイクルにわたる平均の回収効率を提供するように、選
ぶことができる。

９５％Pd：５％Niの場合において、触媒のサイクルにわ
たる平均の回収効率（）は、回収効率を初めの直径と
膨張した直径との幾何平均に基づいて予測するとき、最
もよく相関関係するが、８０％Pd：２０％Auの金網につ
いての適切な相関関係は、回収効率を初めの直径に基づ
いて予測する場合、得ることができる。なぜなら、後者
の場合、膨張効果は多少顕著さに劣るからである。パラ
ジウム／金合金の金網における膨張の効果を考慮しよう
とする場合、幾何平均の針金直径は初めの直径に１．１
を掛けることによつて推定することができる。しばしば
９５％Pd：５％Niについて、幾何平均の直径は、回収パ
ツク中の金網の位置に依存して、約１．４〜１．６の範
囲のフアクターを初めの直径に掛けることによつて推定
することができ、ここでこの範囲の上限をパツク中の第
１または第２の層に使用し、そして下限を第５または第
６の層に使用する。それ以上の詳細については、操業実
施例１１参照。こうして、幾何平均の針金直径を使用し
かつ回収金網のサイクル長さを超えない場合、等式１を
また使用して平均効率を推定することができる。

特定の実施態様 第８図に示すように、本発明の回収金網は針金２０と開
口３０を有するスクリーン１０の形で使用できる。説明
したように、針金２０の直径とメツシユすなわち１直線
インチ当りの針金の数との組み合わせは、式 に従いスクリーンの物質移動パラメーター（ＭＴＰ）を
決定する。

次いで、単一金網で表わされる物質移動単位（ＭＴＵ）
の数は、関係式 から決定できる。

第９図に示すように、典型的な実験の前に、金網のアン
サンブル２６を燃焼器４２の反応室４０（第１０図）へ
入れる。このアンサンブル２６は回収金網のパツク２１
と触媒のパツク２５とを互いに隣接して配置して含む。
触媒のパツク２５は、触媒の個々のシート２４を重ねた
ネツトもしくはスクリーンの形で含有する。第９図にお
いて、触媒のパツクは触媒の７枚のシートを含むように
描かれているが、シートの正確な数は臨界的でなく、そ
れらはアンモニアの窒素酸化物への本質的に完全な転化
を実施するために要求に応じて、増減することができる
ことを理解すべきである。１つのこのような触媒は９０
％の白金／５％のロジウム／５％のパラジウムから成る
が、他の白金含有触媒を使用してすぐれた結果を得るこ
ともできる。回収金網のパツク２１は、セパレータース
クリーン２３の間にはさまれた２枚の回収金網２２を含
有する。回収金網のパツクは、高い反応温度のプロセス
流の力に耐えると同時に、残留アンモニア、酸素および
このプロセスの間生成する窒素酸化物生成物の腐食作用
に耐えるために十分な機械的強さをもたなくてはならな
い。

設計実施例Ｉ ９００℃、１０％のＮＨ₃および１５米トンのアンモニ
ア中の窒素／ｍ²／日の負荷において操業する硝酸プラ
ントのために、回収金網を設計する。プラントは１００
psigの圧力で１３０日のサイクル長さで運転される。開
始するため、回収金網の単一シートの効率のダイアグラ
ム（第１図）を、メツシユ大きさおよび針金の直径の関
数として作成する。次いで、第６図を考慮し、そして４
０％を超える効率を得ることができることが決定され
る。第１図からわかるように、直径０．００９５インチ
の針金の５０メツシユの金網は適当なある瞬間の効率
（η）を与えるであろう。したがつて、膨張を許すため
に、直径０．００６インチの針金を用いて５０メツシユ
の金網を９５％Pd：５％Niから製作する。反応器内で使
用すると、この金網の針金は約２．５倍膨張して約０．
０１５インチの直径の針金となり、４０％を超える効率
（０．００９５の幾何平均の針金直径に基づく）を与え
る。第５図から、このようなプラントは転化される窒素
の１トンにつき約０．８〜０．９ｇの白金を失なうであ
ろうことを推定できる。こうして、約１２．７５ｇ／日
の白金が約９１６ｇ／ｍ²の重さの金網の１ｍ²に向けて
運ばれる。操業時に第１金網シートはこの白金の４０％
より多くを除去し、金網の１ｍ²当り約５．１ｇ／日す
なわち触媒のサイクルにわたつて約６６５ｇ／ｍ²のＰ
ｔを回収することができる。回収金網のサイクル長さは
プラントの計画したサイクル長さに厳密に一致するの
で、この金網は、その上流にそれより重いが効率に劣る
金網を存在させないで、使用することができる。回収さ
れる白金の１ｇ当り約０．３〜０．４ｇのパラジウムが
失なわれることを予測できる。３枚のスクリーンを使用
して７８％の平均の回収効率を達成する。継続する、よ
り細かくかつより軽いスクリーンを、必要に応じて、下
流に使用して、残留白金の一部分を回収することができ
る。

設計実施例II 設計実施例Ｉに類似するプラントのために金網を設計す
るが、ただし負荷は５７トン／ｍ²／日であり、サイク
ル長さは６０日である。第５図に従い、この型のプラン
トは転化されるアンモニアの１トン当り約１．４〜１．
６ｇのPtを失なうことを予測できる。第６図は、１７％
より大きい効率を得ることができることを示す。第２図
からわかるように、これは０．００６インチの針金直径
を有する６０メツシユのスクリーンを用いて得ることが
できる。これらの寸法を有する８０％Pd：２０％Auスク
リーンを選択する。運転すると、１日につき約８５ｇの
Ｐｔがスクリーンの１ｍ²当りに向けて運ばれ、そして
１日につき約１４．５ｇが集められる。６枚のスクリー
ンを使用して、６７％の全体の平均の回収効率を得る。

設計実施例III １００トンのアンモニア中の窒素／ｍ²／日の負荷およ
び６０日のサイクル長さを有するプラントのために、金
網を設計する。第５図に従い、この大きさのプラントは
転化される窒素の１トン当り約１．７〜１．９ｇの白金
を失なうことを予測することができ、一方１２％を超え
る効率を得ることができる。しかしながら、８０メツシ
ユと０．００５インチの針金直径を有する８０％Pd：２
０％Auを用いる場合、１５％を超える効率が得られると
きでさえ、回収金網サイクル長さは触媒の金網のサイク
ル長さより短かい。したがつて、荒く、重い金網を、触
媒の金網の後に、細かく、軽い回収金網の前にそう入す
べきである。８０％Pd：２０％Auの８０メツシユ×０．
００５インチの針金直径の金網は６０日の回収金網サイ
クル長さおよび９４８ｇ／ｍ²の白金の回収を有するの
で、第１金網の１ｍ²当りに向けて運ばれるＰｔのグラ
ムは約１８０ｇから約１０５ｇに減少しなくてはならな
い。こうして、５０メツシユ×０．００８５インチの針
金直径の荒い金網の４枚の次に６８メツシユ×０．００
６インチの針金直径の細かい金網を配置して、６７％の
全体の回収効率を達成すべきである。

設計実施例IV ４．５気圧および１３．２トンのアンモニア中の窒素／
ｍ²／日の窒素の負荷において、１５０日の触媒の金網
のサイクル長さにわたつて、運転される硝酸プラントの
ために、回収金網計を設計する。触媒の損失速度は、窒
素１トン当り０．１４４ｇのPtおよびPhであることが知
られている。このプラントの生産速度は３３０トン／日
のHNO₃であり、そして反応器の有効面積は５．８ｍ²で
ある。

８０％Ｐｄ：２０％Ａｕの標準の８０メツシユ×０．０
０３１インチの針金直径の回収金網の２枚を使用する
と、予測される回収金網のサイクル長さはわずかに１３
０日であり、ほぼ４６％／金網のプラントのサイクル長
さの平均の回収効率すなわち両者の金網について７１％
の合計の回収効率を生ずる。

設計実施例Ｉの手順に従い、９５％Pd：５％Ｎｉの５０
メツシユ×０．００６４インチの針金直径の回収金網を
標準の金網の代わりに使用すると、第１金網について予
測される回収金網のサイクル長さは、合計９２％の７２
％／金網のサイクル長さにわたる平均の回収効率につい
て、１５０日を超える。

こうして、本発明の改良された金網の各１平方メートル
は、各サイクル長さにわたつて３７０ｇを超える追加量
の白金を回収する。

次の操業実施例において、約１０容量％のNH₃を含有す
る空気流を反応器に６８０標準立法フイート／時の速度
で供給した。

実験を開始する前に、供給ガスは約２９０〜３１０℃の
範囲内の温度に予熱した。実験の間、金網の出口温度は
比較的一定の９３０℃に維持した。下の操業実施例１〜
６において、実験はほぼ１４６時間にわたつて実施し、
そして操業実施例７および８において、実験は、それぞ
れ、ほぼ２９２時間および４８３時間維持した。しかし
ながら、実際には、反応期間は広い範囲で変えることが
できる。操業実施例９、１０、１１および１２におい
て、実験は操業している硝酸プラント内で実施した。

本発明の金網および回収法におけるそれらの使用を特定
的に記載する実施例を参照して本発明をさらに説明する
が、これらの実施例は例示のみを目的とし、本発明はこ
れらの実施例に限定されると解釈すべきではない。これ
らの実施例において、酸化触媒と回収金網を構成する金
属についてのすべての比率は、特記しないかぎり、重量
％である。この明細書中のすべてのトンは、米トンすな
わち小トンである。

比較操業実施例１ ２枚の８０％Pd：１９．４％Au：６％Ruの８０メツシユ
×０．００３９インチの針金直径の金網シートから成る
回収金網のパツクを、第９図に示すように、３枚のセパ
レータースクリーンの間に配置し、そしてこのアンサン
ブルを反応室の重量４．６７６ｇの９０Pt／５Rh／５Pd
酸化触媒の１０枚の下に入れた。回収金網は８０のメツ
シユ（Ｎ）と０．００３１インチの針金直径を有した。
各回収スクリーンの表面積（スクリーンの単位体積当り
の針金のかさ表面積）は２６３ｉｎ^-1であつた。

アンモニアと空気とから成る供給ガスを、酸化触媒と回
収金網のパツクに、１００psigの圧力および５７トン／
ｍ^２／日の窒素の負荷のもとに強制的に通過させた。窒
素酸化物（ＮＯ_x）の収率は約９５％であつた。

Pd／Au回収金網のパツクについての平均の回収効率（η
^＊）は、次のようにして、各回収金網のＰｔの増加およ
びアンモニア酸化触媒（すなわち、酸化金網のパツク）
のＰｔ損失を測定することにより、評価データから決定
した。

実験後、触媒は４．３９５１ｇの重さを有し、そして引
き続く評価のデータは酸化触媒における０．４２０３ｇ
のＰｔの損失を示した。比較により、回収金網のパツク
の第１層は０．５９６５ｇであり、Ｐｔの増加が０．０
８５３ｇであつた。このデータに基づいて、第１回収金
網の平均のＰｔ吸収効率（η′）は２０．３％であるこ
とがわかつた。第２回収金網のＰｔ吸収効率を計算する
とき、第１回収金網のＰｔ増加の重量を考慮しなくては
ならない。回収金網のパツクの第２層の重量は０．５７
４７ｇであり、Ｐｔの増加は０．０５９２ｇであり、そ
して第２回収金網のＰｔ吸収効率は１７．６７％である
ことがわかつた。平均のＰｔ回収効率は１９．００％で
あつた。

メツシユ（Ｎ）と針金の直径(d_w)を変えた同様な回収金
網スクリーンについての同様な比較研究を、実施例１に
記載する手順を用いて、実施して本発明の応用可能性を
さらに確認した。各研究において、使用した金網スクリ
ーンおよび触媒は使用前と使用直後に秤量した。金網の
評価を個々の金網シートについて実施して、平均のＰｔ
回収効率（）を得た。操業実施例１〜６において使用
した回収金網の形状寸法を、表IIに要約する。これらの
形状寸法および流れの条件に基づいて、単一スクリーン
についての次元のない物質移動単位を、次式から計算し
た。

単位シートの予測した平均の回収効率（）は、次いで
式＝１−exp(-MTU)を用いて推定することができた。
すべての実験において、窒素酸化物の転化率は９５〜９
８．９％であつた。

操業実施例１〜６の触媒のＰｔ損失、それぞれの回収ス
クリーンのＰｔ増加、およびそれらの回収効率を表III
に記載する。これらの結果は第７図に表わされており、
回収効率（η）とＭＴＵとの間の相関関係を示す。

操業実施例７ 本発明に従つて設計した、２枚の回収金網シート（９５
Ｐｄ／５Ｎｉ）から成る回収金網パツクを、第９図に描
かれているように、３枚のセパレータースクリーンの間
に配置し、そしてこのアンサンブルを第８図に示す型の
反応室の９０Ｐｔ／５Ｒｈ／５Ｐｄ酸化触媒（１５枚）
の下に入れた。

回収金網は６０メツシユおよび０．００６インチの針金
直径（ｄ_ｗ）であつた。アンモニア酸化触媒の重さは
７．１０６６ｇであつた。セパレータースクリーンは、
鉄合金から構成された針金メツシユの金網の形であつ
た。

アンモニアと空気の供給物を、反応室に２９２時間にわ
たつて混合したガス流として、１００ｐｓｉｇの圧力お
よび５７トン／ｍ²／日の窒素の負荷のもとに強制的に
通過させた。

各回収金網のＰｔ増加とアンモニア酸化触媒のＰｔ損失
を評価データから測定することにより、Ｐｄ／Ｎｉ回収
金網についての平均のＰｔ吸収効率（）を決定した。

実験後、触媒の重量は６．１７８３ｇであり、引き続く
評価のデータは酸化触媒における１．０３９３ｇのＰｔ
損失を示した。回収金網のパツクの第１層は１．０１１
０ｇの重さであり、そして白金の回収量は０．２７０９
ｇであり、金網の評価データに基づくと、２６．０７％
の平均の白金吸収効率（）であつた。回収金網のパツ
クの第２層は０．９５６０ｇの重さであり、白金の回収
量は０．１９９８ｇであり、金網の評価データに基づく
と、２６．０％の白金の吸収効率であつた。平均の白金
の回収効率は２６．０４％であり、これは同様な条件下
で操業した既知のゲツターよりもきわめて有意の改良で
ある。

各研究において使用した金網スクリーンと触媒を、使用
前と使用直後に秤量した。前節に記載する方法で触媒と
個々の金網シートについて評価を行い、平均の白金回収
効率（）を決定した。

この研究に使用した回収金網の形状を、表IVに記載す
る。

この研究に基づいて、回収金網についての幾何平均の物
質移動単位は０．２６０と計算された。

操業実施例８ 操業実施例７の手順を反復したが、ただし回収金網を４
８３時間にわたつて使用した。白金の損失、回収金網の
白金の増加、およびそれらの回収効率を含む、この研究
の結果を表Ｖに記載する。これらの結果は、第７図にも
表わす。

操業実施例７および８の９５Ｐｄ／５Ｎｉ回収金網につ
いてＰｔ回収効率の改良は、表VIにより例示される。
有益な効果はパラジウム／ニツケルの使用に帰因し、そ
して本発明のＰｄ／Ｎｉ金網についての高い平均の物質
移動単位は金網を白金／ロジウム金網の回収に適当なも
のとする。表VI中のデータから明らかなように、本発明
のＰｄ／Ｎｉ回収金網は利点を有し、そして同様な初期
のＭＴＵを有する実施例３および４の８０Ｐｄ／１９．
４Ａｕ／０．６Ｒｕ回収金網に対して比較すると、実施
例７および８の９５Ｐｄ／５Ｎｉ回収金網について白金
の回収効率が改良される。

比較操業実施例９ ５枚の８０％Ｐｄ：２０％Ａｕの２４メツシユ×０．０
０８インチの直径の針金の金網シートから成る回収金網
のパツクを、第９図に示すものに類似する６枚のセパレ
ータースクリーンの間に配置する。このアンサンブル
は、硝酸プラント中の白金合金のアンモニア酸化触媒の
パツク（９０Ｐｔ／５Ｒｈ／５Ｐｄ）のすぐ下流に配置
した。このプラントは、７８トンの窒素（アンモニアと
して計算して）／ｍ²の回収金網の有効横断面積／日
（すなわち、７８Ｔ（Ｎ）／ｍ^２／ｄ）の窒素の負荷を
有する。このプラントは７７日間運転し、その間酸化触
媒は２０５トロイオンスの重量を損失し、そのうち９２
％すなわち１８８トロイオンスは白金であると推定され
た。７７日の運転サイクルの終りにおいて、回収金網ア
ンサンブルを取り出し、秤量し、評価して回収された白
金の量を決定した。白金の回収は４２トロイオンスすな
わち推定した失なわれた白金のほぼ２２％であることが
わかつた。

回収パツク中の単一の金網についての物質移動単位（Ｍ
ＴＵ）は、そのメツシユ（２４）、針金直径（０．００
８インチ）および窒素の負荷（７８Ｔ（Ｎ）／ｍ²／
ｄ）に基づいて、０．０５であると計算された。５枚の
シートについての合計の計算された白金の回収率は２４
％であり、その数値は観測された２２％に比べてすぐれ
る。

この系の有効性を明らかにするために、５枚の金網のシ
ート（８０Ｐｄ／１９．４Ａｕ／０．６Ｒｕの合金から
製作、３６のメツシユと０．００７１インチの針金直径
を有する）を個々に６枚のセパレータースクリーンの間
に配置することによつて構成した。このように構成した
回収金網のパツクは、７８Ｔ（Ｎ）／ｍ²／ｄの窒素の
負荷の反応器中へ入れた。この運転において、単一の金
網の物質移動単位（ＭＴＵ）は０．０８２と計算され、
そして５枚の回収金網は酸化金網触媒から失なわれた白
金の約３４％を回収するであろうことが予測された。

回収金網のパツクをプラントの酸化金網のパツクのすぐ
下流に設置し、プラントを７８日間運転し、その間酸化
金網は２１３トロイオンスの重量を失ない、そのうちの
９２％すなわち１９６トロイオンスは白金であると推定
された。７８日のサイクルの終りにおいて、回収金網の
パツクを取り出し、そして回収された白金の量は、回収
金網のパツクの重量および白金の評価に基づいて、３５
％であることがわかつた。この数値は予測された３４％
の回収率に比べてすぐれる。これらのデータを第７図に
示す。

比較操業実施例１０ ６枚の３６メツシユおよび０．００７１インチの針金の
直径の回収金網シートから成る回収金網のパツクを、７
枚のセパレータースクリーンの間に個々に配置した。回
収金網のシートは、８０重量％のパラジウム、１９．４
重量％の金および０．６重量％のルテニウムから構成さ
れた合金から製作した。回収金網は、硝酸プラント中の
白金合金のアンモニア酸化触媒のパツク（９０Ｐｔ／１
０Ｒｈ）のすぐ下流に配置した。このプラントは６５ト
ン（アンモニア）／ｍ²の反応器の横断面積／日（すな
わち、６５Ｔ（Ｎ）／ｍ²／ｄ）の窒素の負荷を有し
た。このプラントを６１日間運転し、その間触媒は１３
７トロイオンスの重量を失ない、そのうちの９２％すな
わち１２６トロイオンスは白金であると推定された。回
収金網シートの針金の大きさおよびメツシユ、および特
定のプラントについての窒素の負荷に基づくと、単一の
金網の物質移動の単位（ＭＴＵ）は０．０９３であるこ
とがわかり、そして白金の予測された合計のパツクの回
収率は４３％であると計算された。この予測された回収
率（４３％）と比べて、実際の観測された白金の回収率
の５２％はすぐれる。結果を第７図に示す。

操業実施例１１ ９５％Ｐｄ／５％Ｎｉから成る白金の回収金網のパツク
を、７枚のセパレータースクリーンの間に配置した。こ
のパツクは６枚の白金の回収金網を含有し、最初の３枚
は４５のメツシユと0.0083インチの針金直径を有し、そ
して最後の３枚は６０メツシユと０．００５インチの針
金直径を有した。このパツクを、硝酸プラント中の９０
Ｐｔ／５Ｒｈ／５Ｐｄ合金のアンモニア酸化触媒の金網
のパツクのすぐ下流に配置した。このプラントは、３８
トン（アンモニア）／ｍ²の有効金網横断面積／日（す
なわち、３８Ｔ（Ｎ）／ｍ²／ｄ）の窒素の処理量を有
した。白金回収金網の最も遠い上流は、金網シート１で
あり、次いで金網シート２、３、４、５および６であ
り、すなわち、金網シート６はすべての金網のうち最も
遠い下流に位置した。このプラントは７１日間連続的に
運転し、その間アンモニア酸化触媒のパツクは４４３ト
ロイオンスの重量を失ない、そのうちの４０８トロイオ
ンス（９２％）は白金であると推定された。

運転サイクルの第７１日目の終りにおいて、白金回収金
網をプラントから取り出し、検査のため分解した。運転
の間、回収金網の針金はそれらのもとの直径より大きさ
が増加し、そしてこの増加はそれらの物質移動単位の値
に有意の影響を及ぼした。各金網シートについての針金
の膨張フアクター（Ｓ）は、次の等式に従つて決定し
た。

これらの決定の結果を表VIIに記載する。

初期の針金直径、メツシユ大きさおよび窒素の処理量に
基づくと、金網パツクについての合計の白金の回収率は
６９．８％であると予測できた。同一のメツシユと窒素
の負荷のパラメーターをもつ各白金回収金網についての
最終の針金直径に基づくと、合計の白金の回収率は８
３．７％であると予測できた。回収金網中の針金の最終
および初期の直径の幾何平均に適切に基づくと、回収率
は ７６．４％であつた。

白金回収金網のパツクの評価は、３０６トロイオンスの
白金（７５．０％）の実際の合計のパツクの回収率を示
した。７５．０％の観測された回収率は、７６．４％の
予測された回収率に好適に匹敵する。

操業実施例９〜１１の回収金網パツクのパラメーターの
要約およびそれらのそれぞれの白金金属の回収率を、下
表VIIIに記載する。

操業実施例１２ ２枚の金網シート（８０Ｐｄ／１９．６Ａｕ／０．４Ｒ
ｕ）から成る回収金網のパツクを３枚のセパレータース
クリーンの間に配置し、そしてこのアンサンブルを第１
反応器室の９０Ｐｔ／５Ｒｈ／５Ｐｄ酸化触媒（１０
枚）の下に入れた。Ｐｄ／Ａｕ金網は３６本の針金／直
線インチのメツシユ（Ｎ）と０．００７１インチの針金
直径（ｄ_ｗ）を有した（Ｎ×ｄ_ｗ：０．２５６）。実験
開始前において、酸化触媒は４．６９６３ｇの重さであ
り、そして回収金網のパツクは５．１７３７ｇの重さで
あつた。各回収スクリーンの表面積“ａ”、すなわち、
スクリーンのパツクの単位体積当りの針金の表面積は１
１７ｉｎ²／ｉｎ³であり、０．５５５ｆｔ²／トロイオ
ンスの回収金網であつた。セパレータースクリンは、鉄
合金から構成された針金メツシユ金網の形であつた。

第２室は、第１室の直ぐ背後に位置した。その中に、３
枚のセパレータースクリーンの間にはさまれた２枚の回
収スクリーン（８０％Ｐｄ：２０％Ａｕ）から成る第２
金網パツクを配置した。

２つの室を３００℃に予熱し、アンモニアと空気を混合
ガス流として１００ｐｓｉｇの圧力および６８０ＳＣＦ
Ｈの合計流でそれらに通過させた。アンモニアは気体混
合物の１０％を構成し、５７トンの窒素／ｍ²／日すな
わち５７ｔ（Ｎ₂）ｍ²ｄの処理量を表わした。この実験
の間、第１室は９３０℃の温度に維持し、第２室は８９
０℃に維持した。試験は１４６時間実施し、そして窒素
酸化物（ＮＯ_x）の収率は９８．４％であつた。

Ｐｄ／Ａｕ金網についての重量回収効率（η′）は、各
回収金網パツクの重量増加とアンモニア酸化触媒の重量
損失を測定することによつて決定した。次いで、重量の
差を、次式に従つて重量回収率（η′）に変換した。

η′＝１−（１−Ｒ）１／ｎ ここでｎおよびη′は上に定義したとおりであり、そし
てＲは回収金網パツクにより回収された貴金属の重量を
このパツクへ向けて運ばれた流れの中の貴金属の重量で
割つた商である。

実験後、触媒は４．３９７３ｇ重であり、その出発重量
から０．２９８９ｇを損失した。これに対し、第１室内
の回収金網パツクは５．２３５０ｇ重であり、０．０６
２３ｇを増加した。このデータに基づいて、第１室内の
回収金網パツクの吸収効率（η′）は１４．６％である
ことがわかつた。第２室内の回収金網パツクの重量吸収
効率を計算するとき、第１室内の重量回収効率を考慮し
なくてはならない。

この手順を変化するメツシユ（Ｎ）および針金直径（ｄ
_ｗ）の回収金網スクリーンについて反復することによつ
て、比較研究を実施した。各研究において、使用した金
網スクリーンと触媒を使用前と使用直後に秤量し、そし
て重量変化を重量回収効率（η′）に変換した。両者の
実験は同一の試験期間にわたつて実施した。実施例１２
〜１７において用いた触媒および回収金網の形状を、表
IXに記載する。両者の実験は、９６〜９８．９％の窒素
酸化物の収率を与えた。

操業実施例の１２〜１７の触媒の重量損失、それぞれの
回収スクリーンについての重量増加およびそれらの回収
効率を表Ｘに記載する。

このデータにより確認されるように、高度の回収率
（η′）は本発明の回収金網に帰因する。さらに、メツ
シユと針金直径との積が０．３以上の値を有する、操業
実施例１５および１６の金網は、明らかなように、きわ
めてすぐれた回収効率を提供する。

重量回収率（η′）に対する白金の回収効率（）を比
較するために、評価を行つた。また、これらの評価によ
り、金網は白金とロジウムの両者を回収することが確認
される。これに関して、比として表わす白金とロジウム
の回収効率を含む、これらの研究の結果を表XIに記載す
る。

これらの研究に基づいて、約５０〜８０の範囲のメツシ
ユ大きさ（Ｎ）および約０．００３〜０．０１８インチ
の範囲の針金直径（ｄ_ｗ）を有するパラジウム／金の回
収金網は、少なくとも約０．３のＮ×ｄ_ｗをもつかぎ
り、貴金属の回収にとくに適することが決定された。

また、第１反応室における回収金網および第２反応室に
おける同じ材料と形状とを有する回収金網は重量回収効
率（η′）に有意差を示さないことが、わかつた。その
上、このデータから明らかなように、要求するＮ×ｄ_ｗ
値をもつ、操業実施例１５〜１６に記載する型の回収金
網を用いると、有意に改良された結果が得られる。重要
なことには、これらの特定の回収金網は少なくとも０．
３の初期のＮ×ｄ_ｗパラメーターを示した。

上のデータが示すように、アンモニア酸化法における８
０％パラジウムおよび２０％金の回収金網の効率は、前
記金網を少なくとも約０．３の初期のＮ×ｄ_ｗパラメー
ターに構成することにより、有意に改良される。本発明
の好ましい実施態様は、数枚のセパレータースクリーン
の間にはさまれた数枚のこのような回収スクリーンから
構成された回収金網のアンサンブルを包含する。

Ｐｄ／Ｎｉ回収金網で実現可能な重量回収効率の改良
を、次の実施例により説明する。

操業実施例１８ ２枚の回収金網シート（型Ｎｉ−Ｂ：９５％Ｐｄ／５％
Ｎｉ）から成る回収金網パツクをセパレータースクリー
ンの間に配置し、そしてこのアンサンブルを９０％Ｐｔ
／５％Ｒｈ／５％Ｐｄ酸化触媒（１５枚）の下方で第１
反応室に配置した。回収金網は６０本の針金／直線イン
チ（Ｎ）を含有し、そして ０．００６インチの針金直径（ｄ_ｗ）を有した（Ｎ×ｄ
_ｗ＝０．３６）。実験前、アンモニア酸化触媒は７．１
０７ｇ重であり、そして回収金網パツクは５．１６４ｇ
重であつた。セパレータースクリーンは、鉄合金から構
成した広いメツシユの金網の形であつた。

第１室から直ぐ下流に位置する第２室内に、３枚のセパ
レータースクリーンの間にはさまれた２枚の回収スクリ
ーン（型Ｎｉ−Ａ：９５％Ｐｄ／５％Ｎｉ）からまた成
る第２金網パツクを配置した。回収金網は４５本の針金
／直線インチ（Ｎ）を含有し、そして０．００６インチ
の針金直径（ｄ_ｗ）を有した（Ｎ×ｄ_ｗ＝０．２７）。
実験前、回収金網は４．６６６ｇ重であつた。

２つの室を３００℃に予熱し、そしてアンモニアと空気
を混合ガス流として１００psigの圧力および６８０ＳＣ
ＦＨの合計の流れで通入した。運転の間、第１室は９３
０℃の温度に維持し、そして第２室は８９０℃の温度に
維持した。アンモニアはガス混合物の１０％を構成し、
５７トンの窒素／ｍ²／日すなわち５７ｔ（Ｎ₂）／ｍ²
ｄの処理量を表わした。

各反応器におけるＰｄ／Ｎｉ回収金網についての重量回
収効率（η′）は、各回収金網パツクの重量増加とアン
モニア酸化触媒の重量損失を測定することによつて決定
した。次いで、これらの測定値を、式η′＝１−（１−
Ｒ）^1/n（式中ｎ，η′およびＲは上に定義したとおり
である）によつて、重量吸収効率（η′）に変換した。
実験後、触媒は６．１７８ｇ重であり、そのもとの重量
から０．９２９ｇを損失した。これに対し、第１室内の
回収金網は５．４５２ｇ重であり、０．２８８ｇを増加
した。第２室内の回収金網は４．８２６ｇであり、０．
１６０ｇを増加した。このデータに基づいて、第２室の
回収金網の重量回収効率（η′）は１３．４％であつ
た。

使用したアンモニア酸化触媒のパツクおよび回収金網の
アンサンブルを評価して、それらの実際の白金回収効率
（）を決定し、そしてＰｄ／Ｎｉ合金回収金網がＰｄ
／Ａｕ合金回収金網と同じ程度にＲｈを回収することを
確認した。これらの評価の結果を表XIIに記載し、この
表において白金とロジウムの回収効率比で表わす。

操業実施例１８から明らかなように、ニツケル含有合金
および金含有合金の両者はアンモニア酸化触媒から失な
われた白金とロジウムの回収において有効であり、そし
て高いＮ×ｄ_ｗの積に関連する特徴的に改良された回収
効率は本発明の金含有および金不含の回収金網に等しく
適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、１５トンのアンモニア中の窒素／ｍ²の触媒
金網／日の窒素の負荷を有し、９００℃の触媒温度およ
び１０ｍ／ｏ（モル％）の供給物中のアンモニア濃度に
おいて運転される、硝酸プラントにおける種々の回収金
網の予測されるある瞬間の回収効率を示すグラフであ
る。 第２図および第３図は、対応する窒素の負荷がそれぞれ
５７および１００である以外、第１図に類似するグラフ
である。 第４図は、リネン織りの金網についての種々のメツシユ
数に対する針金の直径の関数としての回収関数“φ”の
プロツトである。 第５図は、典型的な硝酸プラントについての窒素の負荷
の関数として、予測される白金の損失を示すグラフであ
る。 第６図は、触媒サイクルにわたり本発明に従つて得るこ
とができる平均の回収効率を、典型的なプラントについ
ての窒素の負荷の関数として示すグラフである。 第７図は、予測される回収効率と、多数の実験的に決定
した点の数との比較である。 第８図は、典型的なリネン織りの金網の等角図である。 第９図は、硝酸反応器内の触媒と回数金網のパツケージ
の断面図である。 第１０図は、硝酸プラントの略図である。 １０……スクリーン ２０……針金 ２１……回収金網のパツク ２２……回収金網 ２３……セパレータースクリーン ２４……触媒の個々のシート ２５……触媒のパツク ２６……金網のアンサンブル ３０……開口 ４０……反応器 ４２……燃焼器

フロントページの続き (72)発明者 ヒヨ・シ−・リ− アメリカ合衆国ニユ−ジヤ−ジイ州エジソ ン・テインバ−ロ−ド25 (72)発明者 ロナルド・エム・ヘツク アメリカ合衆国ニユ−ジヤ−ジイ州フレン チタウン・ボツクス42ア−ルデイ−ナンバ −２ (72)発明者 トマス・エイチ・シユン アメリカ合衆国ニユ−ジヤ−ジイ州ピスカ タウエイ・ウツドレイクドライブ20 (56)参考文献 米国特許3434826（ＵＳ，Ａ)

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】触媒の金網を周期的に交換し、その周期は
   触媒の金網のサイクル長さ“Ｔｐ”であり、そして少な
   くともパラジウムの大きい比率から成る少なくとも１枚
   の回収金網が触媒の金網の下流で触媒の金網に近接して
   配置されている、硝酸プラントにおける白金含有触媒の
   金網から失なわれた白金を回収する方法において、該回
   収金網は、大きい比率のパラジウムと小さい比率の合金
   金属とから本質的に成る織られた金網シートからなり、
   該合金金属がニツケルであるときは、金網のメツシユ数
   （針数の数／インチ）と針金の直径（インチ）との初期
   の積は約０．２を超え、該合金金属がニツケル以外の金
   属であるときは、金網のメツシユ数（針金の数／イン
   チ）と針金の直径（インチ）との初期の積は約０．３を
   超え、式 から計算される回収金網のサイクル長さ“Ｔ”は約０．
   ９Ｔｐ〜約１．１Ｔｐの範囲であり、ここでＷは回収金
   網シートの重量であり、ηは式 に従って計算される回収金網シートの回収効率であり、
   ここで“ξ”は約０．７６より小さいが０より大きい金
   網の体積空隙分率であり、“Ｓｃ”は触媒の金網からの
   流出物中の酸化された白金の拡散についてのシユミツト
   数であり、“Ｒｅ”は針金の直径と回収金網のすぐ上流
   のプロセス流の平均速度に基づいたレイノルズ数、すな
   わち、 であり、ここで“Ｇ”は触媒へ供給されるガス流の物質
   速度であり、“Ｃ”は金網の形状寸法についての物質移
   動相関係数であって０．４〜１の値を有し、“ａ”は金
   網の比かさ表面積であり、“ｍ”は金網の形状について
   の物質移動相関指数であって０．６〜０．８の値を有
   し、“ｄ_ｗ”は金網中の針金の直径であり、“ｂ”は転
   化された窒素（アンモニア中の）１トン当り触媒の金網
   から失なわれた白金の量であり、そして“Ｌ”は１日当
   り触媒の金網の１平方メートル上を通過した窒素（アン
   モニア中の）のトンで表わした負荷または量である、こ
   とを特徴とする方法。
2. 【請求項２】回収金網の効率（η）は１−ｅｘｐ（−
   ３．４５／Ｌ^.7）を超え、ここでＬは特許請求の範囲第
   １項において定義するとおりである特許請求の範囲第１
   項記載の方法。
3. 【請求項３】失なわれた白金および／またはロジウム
   を、パラジウムとニツケルとから本質的に成る材料から
   製作された有孔要素と接触させる、８５０℃以上の温度
   におけるアンモニア酸化法の間、白金含有触媒から失な
   われた白金および／またはロジウムを回収する方法にお
   いて、（ａ）前記要素のメツシユ大きさ（Ｎ）と針金の
   直径（ｄ_ｗ）との初期の積が少なくとも約０．２より大
   きい新規な形状、および（ｂ）所定の窒素の処理量につ
   いて、重量回収効率（η′）が針金の直径（ｄ_ｗ）とメ
   ツシユ大きさ（Ｎ）との組み合わせの関数であり、そし
   て重量回収効率は、所定の回収針金直径（ｄ_ｗ）におい
   てメツシユ大きさ（Ｎ）を増加することにより、あるい
   は所定のメツシユ大きさにおいて針金直径を増加するこ
   とにより、向上される、ことを特徴とする方法。
4. 【請求項４】Ｎとｄ_ｗとの初期の積は約０．３〜約０．
   ９の範囲である特許請求の範囲第３項記載の方法。
5. 【請求項５】前記要素は織られた金網である特許請求の
   範囲第３項記載の方法。
6. 【請求項６】前記要素の１またはそれ以上が複数のセパ
   レータースクリーンの間にはさまれている特許請求の範
   囲第３項記載の方法。
7. 【請求項７】前記要素は少なくとも約８０重量％のパラ
   ジウムと残部のニツケルとから構成されている特許請求
   の範囲第３項記載の方法。
8. 【請求項８】Ｎは約１０〜８０の範囲であり、ｄ_ｗは約
   ０．００３〜０．０９０の範囲であり、そしてそれらの
   それぞれの値は、Ｎ×ｄ_ｗの初期の積が少なくとも約
   ０．２より大であるようなものである特許請求の範囲第
   ３項記載の方法。
9. 【請求項９】Ｎ×ｄ_ｗの初期の積は約０．２〜０．９の
   範囲である特許請求の範囲第３項記載の方法。