PL210504B1 - Małociągliwa dziana siatka katalityczna z metali szlachetnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest małociągliwa dziana osnowowa siatka katalityczna z metali szlachetnych.

Znane są siatki katalityczne z metali szlachetnych stosowane w reakcjach gazów, takich jak utlenianie amoniaku tlenem atmosferycznym przy produkcji kwasu azotowego lub reakcja amoniaku z metanem w celu otrzymania kwasu cyjanowodorowego. Siatki takie są wytwarzane z cienkich drutów z metalu szlachetnego techniką tkacką lub techniką dziewiarską.

Z opisu patentowego PL 166988 znany jest sposób wytwarzania przepuszczających gaz siatek z metali szlachetnych dla katalitycznych procesów, zwłaszcza dla katalitycznego utleniania amoniaku, przez dzianie drutów ze stopów platyny albo palladu na dziewiarkach szydełkujących. W sposobie według patentu stosuje się płaskie dziewiarki szydełkujące, których podział leży między 3,63 mm i 1,81 mm, a dł ugość oczek wynosi 2-6 mm.

Z opisu patentowego PL 178774 znane są siatki dziane dwu lub wielowarstwowo, przy czym oczka poszczególnych warstw są połączone ze sobą przez nitki runowe. Na oczko przypada do dziesięciu nitek runowych i nitki runowe przebiegają pod kątem od 0 do 50° do kierunku przepływu gazów reakcyjnych. Siatki według patentu wytwarza się na płaskich dziewiarkach szydełkujących z co najmniej dwoma łożyskami igłowymi. Nitki runa wytwarza się przez połączenie oczek przedniego i tylnego łożyska igłowego. Nitki runa można również wielokrotnie wstawiać w rzędzie oczek, aby uzyskać duży udział takich nitek na jednostkę powierzchni. Zwiększa to dodatkowo wytrzymałość na zgniatanie i stabilność siatek. Przy jednakowym ciężarze powierzchniowym siatki te wykazują lepszą jednorodność w porównaniu do tkanych łub dzianych pojedynczych siatek, umieszczonych w wielu warstwach. Trójwymiarowe siatki katalityczne dziane w dwóch lub większej liczbie warstw są znane także z polskiego opisu patentowego nr PL 206850. Siatki według tego zgłoszenia zawierają pewną liczbę warstw oczkowych, nitki dystansujące (nitki słupków) łączące te warstwy oczkowe oraz nitki wątku umieszczone pomiędzy warstwami oczkowymi. Przez wprowadzenie nitek wątku do trójwymiarowej struktury przestrzennej dzianiny, w miejscach, w których wzajemnie krzyżują się nitki słupków zostaje wprowadzona dodatkowa gęsta płaszczyzna z drutu z metalu szlachetnego, która powoduje, że szybkość reakcji w siatce katalitycznej zwiększa się.

Siatki dziane do procesów katalitycznych są wytwarzane na szydełkarkach - splotem rządkowym lub na osnowarkach - splotami kolumienkowymi. Na siatki katalityczne stosuje się głównie sploty kolumienkowe podstawowe (wytworzone z jednej osnowy), takie jak trykot, sukno, aksamit, przy czym najszersze zastosowanie znalazł splot sukna. Siatka wytworzona splotem trykotu ulega zbyt łatwo pruciu, natomiast wytwarzana splotem aksamitu charakteryzuje się zbyt dużą masą powierzchniową i zbyt luźnym wypełnieniem. Siatki wytworzone splotem sukna charakteryzują się jednak stosunkowo małą stabilnością geometryczną. W procesie manualnego odwijania siatki dzianej z nawoju i zakładania jej na stelaż reaktora chemicznego często występuje deformacja siatki polegająca na rozciągnięciu fragmentu siatki, co powoduje zmniejszenie gęstości powierzchniowej oczek. Zdarza się również zakłócenie prostopadłego układu rządków i kolumienek, tzw. „przekoszenie” siatki. W takim przypadku siatka w swej strukturze oczek ulega zakłóceniu. W efekcie miejscowych zmian struktury siatek obniżają się ich właściwości użytkowe.

Celem wynalazku było opracowanie siatki dzianej o zmniejszonej podatności na odkształcenia podczas instalacji w reaktorach przemysłowych.

Siatka katalityczna dziana według wynalazku jest siatką osnowową i charakteryzuje się tym, że składa się z co najmniej dwóch układów nitek splotów składowych. Każdy ze splotów składowych jest wytwarzany przez oddzielny grzebień igielnicowy. Pierwszy splot składowy jest podstawowym splotem kolumienkowym, natomiast drugi lub kolejne sploty posiadają oczka o wydłużonych pionowych łącznikach biegnących przez co najmniej dwa rzędy oczek i są wytwarzane przy pełnych i/lub niepełnych nawleczeniach grzebieni igielnicowych. Sploty składowe mogą być zbudowane z oczek łańcuszka, trykotu, sukna lub aksamitu z pętlami oczek otwartych i zamkniętych.

Siatki katalityczne dziane według wynalazku korzystnie są wykonane z drutu platynowego lub z drutu wykonanego ze stopu platyny z rodem i/lub z palladem. Korzystnie stosuje się drut o średnicy od 0,05 mm do 0,15 mm. Korzystnie stosuje się drut wykonany ze stopu zawierający platynę w ilości od 81 do 95%, rod w ilości od 0 do 12%, pallad w ilości od 0 do 15%. Ewentualnie drut może zawierać dodatkowo ruten, korzystnie w ilości od 0 do 0,5%. Korzystnie drugi lub kolejne sploty są wykonane z drutu o średnicy mniejszej, niż drut splotu podstawowego.

PL 210 504 B1

Zastosowanie w siatce według wynalazku dwóch układów splotów pozwala na dostosowanie struktury siatki do jej wymaganych właściwości. Wybrane sploty składowe dzianin w przypadku zmniejszenia masy powierzchniowej siatek będą tworzone przy niepełnych nawleczeniach nitkami metalowymi wybranych grzebieni igielnicowych. Dla zwiększenia stabilności geometrycznej siatek wzdłuż linii poziomej rządków stosowane będą łączniki splotu aksamitu, natomiast dla ograniczenia rozciągliwości pionowej można wykorzystać wydłużone łączniki splotu łańcuszka. Biorąc pod uwagę fakt, że siatkę odwija się i układa w reaktorze wymuszając ewentualne rozciągnięcie częściej wzdłuż kolumienek, w doborze struktury siatki, jak i jej splotów składowych trzeba zwrócić szczególną uwagę na ograniczenie rozciągliwości wzdłuż kolumienek (w układzie wzdłużnym dzianiny).

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1, fig. 2, fig. 3 przedstawiają powiększone wycinki dzianej siatki katalitycznej według wynalazku.

W splocie siatki przedstawionej na fig. 1 rysunku pierwszym splotem sk ładowym jest splot trykotu o oczkach zamkniętych przy pełnym nawleczeniu pierwszego grzebienia igielnicowego wytwarzającego ten splot. Drugim splotem składowym jest splot łańcuszka, którego oczka posiadają wydłużone łączniki biegnące przez 3 rządki. Drugi grzebień igielnicowy posiada pełne nawleczenie nitkami.

W splocie siatki przedstawionej na fig. 2 rysunku pierwszym splotem składowym jest splot aksamitu o oczkach zamkniętych przy pełnym nawleczeniu pierwszego grzebienia igielnicowego wytwarzającego ten splot. Drugim splotem jest łańcuszek o wydłużonych łącznikach biegnących przez 7 rządków wytwarzany przez drugi grzebień igielnicowy z niepełnym nawleczeniem o raporcie 1/2,

W splocie siatki przedstawionej na fig. 3 rysunku pierwszym splotem skł adowym jest sukno o oczkach zamknię tych przy peł nym nawleczeniu pierwszego grzebienia igielnicowego wytwarzają cego ten splot. Drugim splotem składowym jest łańcuszek, którego łączniki biegną przez 15 rządków, wytwarzany przez drugi grzebień igielnicowy z niepełnym nawleczeniem o raporcie 1/3.

Rzeczywisty przebieg nitek metalowych w strukturze siatki katalitycznej według splotu przedstawionego na fig. 3 rysunku obrazują fotografie przedstawione na fig. 4 rysunku. Splot składowy sukna został wytworzony z nitek stopu platyny z rodem o grubości 0,076 mm, natomiast drugi splot składowy łańcuszka z nitek o grubości 0,060 mm.

W przedstawionych przykładach bazowymi splotami są sploty trykotu, sukna i aksamitu. Wydłużone łączniki drugiego splotu łańcuszka biegnące przez 3, 7 lub 15 rządków stabilizują wzdłużną geometrię siatki katalitycznej.

Claims (12)

1. Siatka katalityczna dziana osnowowa z metali szlachetnych, w której wykorzystano co najmniej jeden podstawowy splot kolumienkowy, znamienna tym, że składa się z co najmniej dwóch układów nitek splotów składowych, przy czym pierwszy splot składowy jest podstawowym splotem kolumienkowym, natomiast drugi lub kolejne sploty posiadają oczka o wydłużonych pionowych łącznikach biegnących przez co najmniej dwa rzędy oczek i są wytwarzane przy pełnych i/lub niepełnych nawleczeniach grzebieni igielnicowych, a każdy ze splotów składowych jest wytwarzany przez oddzielny grzebień igielnicowy.

2. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że sploty składowe stanowią sploty łańcuszka, trykotu, sukna lub aksamitu.

3. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że sploty składowe mają pętle oczek otwarte.

4. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że sploty składowe mają pętle oczek zamknięte.

5. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że sploty składowe mają pętle oczek otwarte i zamknię te.

6. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że jest wykonana z drutu platynowego.

7. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że jest wykonana z drutu ze stopu platyny z rodem i/lub z palladem.

8. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że jest wykonana z drutu o średnicy od 0,05 mm do 0,15 mm.

9. Siatka według zastrz. 1, znamienna tym, że drugi lub kolejne sploty są wykonane z drutu o ś rednicy mniejszej, niż drut splotu podstawowego.

PL 210 504 B1

10. Siatka według zastrz. 7, znamienna tym, że jest wykonana z drutu zawierającego platynę w iloś ci od 81 do 95%, rod w ilo ści od 0 do 12%, pallad w ilości od 0 d 15%.

11. Siatka według zastrz. 6 lub 7, znamienna tym, że drut dodatkowo zawiera ruten.

12. Siatka według zastrz. 11, znamienna tym, że zawiera ruten w ilości od 0 do 0,5%.