WO2024242593A1 - Каталитическая система для окисления аммиака (варианты) и способ ее изготовления - Google Patents

Каталитическая система для окисления аммиака (варианты) и способ ее изготовления Download PDF

Info

Publication number
WO2024242593A1
WO2024242593A1 PCT/RU2024/050104 RU2024050104W WO2024242593A1 WO 2024242593 A1 WO2024242593 A1 WO 2024242593A1 RU 2024050104 W RU2024050104 W RU 2024050104W WO 2024242593 A1 WO2024242593 A1 WO 2024242593A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
activated
platinum
rhodium
alloy
mesh
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.)
Ceased
Application number
PCT/RU2024/050104
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Павел ХОРИКОВ
Григорий СИВКОВ
Александр ДЮКОВ
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.)
Open Joint Stock Co "krasnoyarskiy Zavod Tsvetnykh Metallov Imeni VN Gulidova" "krastsvetmet" Jsc
Original Assignee
Open Joint Stock Co "krasnoyarskiy Zavod Tsvetnykh Metallov Imeni VN Gulidova" "krastsvetmet" Jsc
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 Open Joint Stock Co "krasnoyarskiy Zavod Tsvetnykh Metallov Imeni VN Gulidova" "krastsvetmet" Jsc filed Critical Open Joint Stock Co "krasnoyarskiy Zavod Tsvetnykh Metallov Imeni VN Gulidova" "krastsvetmet" Jsc
Publication of WO2024242593A1 publication Critical patent/WO2024242593A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • 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

Definitions

  • the claimed group of inventions relates to the field of catalytic elements, in particular to variants of catalytic systems that are used for the conversion of ammonia from a gas phase containing oxygen in units for producing nitric and hydrocyanic acids, as well as hydroxylamine sulfate.
  • the catalytic system consists of a package of platinum-based catalyst gauzes and a package of palladium-based collecting gauzes.
  • the catalyst gauzes participate in the catalytic oxidation of ammonia
  • the collecting gauzes are located downstream of the gas flow under the catalyst gauzes and collect sublimating platinum and rhodium from the catalyst gauzes, and also additionally oxidize the ammonia that has not reacted on the catalyst gauzes.
  • inevitable chemical losses of precious metals occur, which cause destruction of the catalyst and collecting gauzes, which leads to mechanical losses of precious metals in the form of particles and wire fragments and, as a consequence, to a decrease in the service life.
  • This arrangement of soft gaskets allows to significantly reduce the negative effects of turbulent pulsations of the gas flow passing through the grids, and thus prevent the rupture of the catching grids in the catcher package into separate pieces, which leads to the exclusion of ammonia breakthrough and, as a consequence, ensures the concentration of ammonia in the gas mixture behind the catcher package at an explosion-proof level of less than 0.03 vol.%.
  • the disadvantage of the said catalytic element revealed by the results of the analysis of the operational characteristics of the catalytic systems and the analysis of the surface of the spent catalyst gauzes on a scanning electron microscope, is the overlap of a significant part of the active surface of the catalyst gauzes up to 50-60% with silica inert fibers of the gasket material, which leads to a decrease in the degree of ammonia conversion and increased losses of precious metals from the remaining open surface of the catalyst gauzes, which experiences high tension and ammonia load per unit area. Subsequently, this disadvantage played a major role in the refusal to use anti-pulsation gaskets based on silica material between the catalyst gauzes.
  • the task was set to increase the strength of catalyst gauzes by reducing the mechanical losses of platinum group metals from precious metal gauzes while maintaining the high catalytic activity of these gauzes.
  • each invention is a reduction in the loss of platinum group metals from the catalytic system in ammonia oxidation units, which makes it possible to reduce the loss of platinum group metals and increase the service life while maintaining a high degree of conversion without increasing the investment of precious metals.
  • the activated meshes are made of woven wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, the material of the activated meshes is heat-resistant high-alloy or precision steel, or nichrome alloys;
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1 wt. % to 50 wt. %, wherein the second alloy is made on the basis of a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • the double platinum-rhodium system is understood to be an alloy containing two main components (platinum and rhodium) and inevitable impurities (for example, palladium, iridium, etc., no more than 1 wt.%).
  • the triple platinum-palladium-rhodium system is an alloy containing three main components (platinum, palladium and rhodium) and inevitable impurities (for example, iridium, etc., no more than 1 wt.%).
  • a net pack is a set of 2 or more nets.
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content of 3 May % to 12 May %, preferably 4 May % to 10 May %, while the second alloy is made based on the triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content of from 3 May % to 70%, preferably from 3 May % to 60 May %, and rhodium of from 1 May % to 10 May %, preferably from 2 May % to 6 May %.
  • the activated grids are made of intertwined wires with a diameter of 0.07-1.0 mm, preferably 0.15-0.41 mm, with the formation of cells in such a way that when the activated grid is illuminated, light penetrates through no more than 15% of the total area of the grid, preferably no more than 10% of the total area of the grid.
  • the area of the grid is understood to be its area obtained by multiplying the length by the width.
  • the system additionally contains the following installed along the gas flow:
  • the system further comprises a palladium-based catching grid package installed along the gas flow path and an activated grid or a package of activated grids.
  • the activated meshes are made woven from wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, the material of the activated meshes is heat-resistant high-alloy or precision steel, or nichrome alloys;
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1% to 50%, while the second alloy is made on the basis of a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • the first alloy is made on the basis of a binary platinum-rhodium system with a rhodium content of 3 May % to 12 May %, preferably from 4 May % to 10 May %
  • the second alloy is made on the basis of a ternary platinum-palladium-rhodium system with a palladium content of 3 May % to 70 May %, preferably from 3 May % to 60 May %, and rhodium of 1 May % to 10 May %, preferably from 2 May % to 6 May %.
  • the activated grids are made of intertwined wires with a diameter of 0.07-1.0 mm, preferably 0.15-0.41 mm, with the formation of cells in such a way that when the activated grid is illuminated, light penetrates through no more than 15% of the total area of the grid, preferably no more than 10% of the total area of the grid.
  • the area of the grid is understood to be its area obtained by multiplying the length by the width.
  • the activated meshes are made of woven wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, the material of the activated meshes is heat-resistant high-alloy or precision steel, or nichrome alloys;
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1 wt. % to 50 wt. %, wherein the second alloy is made on the basis of a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • the first alloy is made on the basis of a binary platinum-rhodium system with a rhodium content of 3 May % to 12 May %, preferably from 4 May % to 10 May %
  • the second alloy is made on the basis of a ternary platinum-palladium-rhodium system with a palladium content of 3 May % to 70 May %, preferably from 3 May % to 60%, and rhodium of 1 May % to 10 May %, preferably from 2 May % to 6 May %.
  • the activated grids are made of intertwined wires with a diameter of 0.07-1.0 mm, preferably 0.15-0.41 mm, with the formation of cells in such a way that when the activated grid is illuminated, light penetrates through no more than 15% of the total area of the grid, preferably no more than 10% of the total area of the grid.
  • the area of the grid is understood to be its area obtained by multiplying the length by the width.
  • a method for manufacturing the above-mentioned catalytic system for the oxidation of ammonia characterized in that, to obtain an activated mesh, the surface of the mesh is fired with a hydrogen or nitrogen-hydrogen, or propane flame, or the meshes are heat-treated at a temperature of 150-600°C, then the surface of the activated mesh is etched in a solution of sulfuric or hydrochloric acid, or nitric acid, or a mixture of hydrochloric and nitric acids, at a temperature of 20-90°C for 0.25-20 min with stirring, or treated by electrochemical etching with stirring.
  • the surface of the activated mesh is etched in a solution with a hydrochloric acid concentration of 1-36% at a temperature of 20-90°C for 0.25-20 min with stirring.
  • the surface of the activated mesh is etched in a solution of a mixture of hydrochloric and nitric acid with a total concentration of 1-50% at a temperature of 20-90°C for 0.10-20 min with stirring.
  • the surface of the activated mesh is treated by electrochemical etching at a temperature of 20-80°C for 0.25-20 min with stirring.
  • the surface of the activated meshes is mechanically processed using sandpaper or a brush with metal bristles, or by sandblasting.
  • platinum group metals are applied to the surface of the activated mesh through an intermediate layer based on aluminum oxide.
  • the surface of the mesh is fired with a hydrogen or nitric-hydrogen flame at a temperature of 500-700°C, or with a propane flame at a temperature of 500-1200°C, or the meshes are heat-treated in a furnace at a temperature of 150-600°C.
  • the surface of the activated mesh is etched in a solution with a hydrochloric acid concentration of 1-36% at a temperature of 20-90°C for 0.25-20 min with stirring.
  • the surface of the activated mesh is etched in a solution of a mixture of hydrochloric and nitric acid with a total concentration of 1-50% at a temperature of 20-90°C for 0.10-20 min with stirring.
  • the surface of the activated mesh is treated by electrochemical etching at a temperature of 20-80°C for 0.25-20 min with stirring.
  • the catalytic system comprises a first catalytic grid made of a first platinum-based alloy, a first activated grid, a first catalytic grid made of a second platinum-based alloy, a second activated grid, a stack of palladium-based catching grids, and a third activated grid, installed along the gas flow path;
  • - activated grids are made of woven wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, with cells that are not visible through the light, while the material of the activated grids is heat-resistant high-alloy or precision steel, or nichrome alloys;
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1 wt. % to 50 wt. %
  • the second alloy is made on the basis of a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • a package of first catalyst grids of the first platinum-based alloy is installed instead of the first catalyst grid of the first platinum-based alloy. Instead of the first activated grid, a first package of activated grids is installed. Instead of the first catalyst grid of the second platinum-based alloy, a package of catalyst grids of the second platinum-based alloy is installed. Instead of the second activated grid, second package of activated grids. The third package of activated grids is installed instead of the third activated grid.
  • the catalytic system comprises a first catalytic grid made of a first platinum-based alloy or a second platinum-based alloy, a first activated grid, a stack of palladium-based catching grids, and a second activated grid, installed along the gas flow path;
  • - activated grids are made of woven wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, with cells that are not visible through the light, while the material of the activated grids is heat-resistant high-alloy or precision steel, or nichrome alloys;
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1 wt. % to 50 wt. %
  • the second alloy is made on the basis of a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • a package of catalytic grids of the first platinum-based alloy is installed, or instead of the first catalytic grid of the second platinum-based alloy, a package of catalytic grids of the second platinum-based alloy is installed.
  • the first activated grid the first package of activated grids is installed, instead of the second activated grid, the second package of activated grids is installed.
  • the catalytic system comprises a first catalytic grid made of a first platinum-based alloy, a first activated grid, a first catalytic grid made of a second platinum-based alloy, and a second activated grid, installed along the gas flow path;
  • - activated grids are made of woven wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, with cells that are not visible through the light, while the material of the activated grids is heat-resistant high-alloy or precision steel, or nichrome alloys;
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1 wt. % to 50 wt. %
  • the second alloy is made on the basis of a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • a package of catalytic grids of the first platinum-based alloy is installed, instead of the first activated grid, a first package of activated grids is installed.
  • a package of catalytic grids of the second platinum-based alloy is installed.
  • a second package of activated grids is installed.
  • the catalytic system comprises a first catalytic grid made of a first platinum-based alloy or a second platinum-based alloy, and an activated grid, installed in the direction of gas flow;
  • the activated mesh is made of woven wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, with cells that are not visible through the light, while the material of the activated mesh is heat-resistant high-alloy or precision steel, or nichrome alloys;
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1 wt. % to 50 wt. %
  • the second alloy is made on the basis of a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • a package of catalytic grids of the first platinum-based alloy is installed, or instead of the first catalytic grid of the second platinum-based alloy, a package of catalytic grids of the second platinum-based alloy is installed.
  • a first package of activated grids is installed.
  • the catalytic system comprises, installed along the gas flow path, a first catalytic grid made of a first platinum-based alloy, a first catalytic grid made of a second platinum-based alloy, a first activated grid, a stack of palladium-based catching grids, and a second activated grid;
  • - activated grids are made of woven wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, with cells that are not visible through the light, while the material of the activated grids is heat-resistant high-alloy or precision steel, or nichrome alloys;
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1 wt. % to 50 wt. %
  • the second alloy is made on the basis of a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • a package of catalytic grids of the first platinum-based alloy is installed instead of the first catalytic grid of the first platinum-based alloy.
  • a package of catalytic grids of the second platinum-based alloy is installed instead of the first activated grid, the first package of activated grids is installed, instead of the second activated grid, the second package of activated grids is installed.
  • the catalytic system comprises, installed along the gas flow path, a first catalytic grid made of a first platinum-based alloy, a first catalytic grid made of a second platinum-based alloy, a stack of palladium-based catching grids, and an activated grid;
  • - activated grids are made of woven wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, with cells that are not visible through the light, while the material of the activated grids is heat-resistant high-alloy or precision steel, or nichrome alloys;
  • the first alloy is made on the basis of a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1 wt. % to 50 wt. %
  • the second alloy is made on the basis of a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • a stack of catalytic grids of the first platinum-based alloy is installed instead of the first catalytic grid of the first platinum-based alloy. Instead of the first catalytic grid of the second platinum-based alloy, a stack of catalytic grids of the second platinum-based alloy is installed. Instead of the first activated grid, a first stack of activated grids is installed.
  • the essence of the claimed method is that in the method for manufacturing all the above-mentioned variants of the device for reducing mechanical losses of platinum group metals from a catalytic system for oxidation of ammonia, activated meshes are fired with a hydrogen or nitrogen-hydrogen, or propane flame, or thermal treatment of the activated meshes is carried out at a temperature of 150-600°C. Then the surface of the wire of the activated mesh is etched in a solution of diluted sulfuric or hydrochloric acids, or nitric acid, or a mixture of hydrochloric and nitric acids, at a temperature of 20-90°C for 0.25-20 min with stirring, or treated by electrochemical etching with stirring.
  • the surface of the activated mesh wire can be etched in a solution with a hydrochloric acid concentration of 1-36% at a temperature of 20-90°C for 0.25-20 min with stirring.
  • the surface of the activated mesh wire can be etched in a solution of a mixture of hydrochloric and nitric acid with a total concentration of 1-50% at a temperature of 20-90°C for 0.10-20 min with stirring.
  • the surface of the activated mesh wire is preferably treated by electrochemical etching at a temperature of 20-80°C for 0.25-20 min with stirring.
  • the surface of the activated meshes can be mechanically processed using sandpaper or a brush with metal bristles, or sandblasted.
  • Platinum group metals can be applied to the surface of the activated mesh through an intermediate layer.
  • Figure 1 shows a diagram of the arrangement of activated grids in the device according to variant 1;
  • Fig. 2 shows a diagram of the arrangement of activated grids in the device according to variant 2;
  • Fig. 3 shows a diagram of the arrangement of activated grids in the device according to variant 3;
  • Fig. 4 shows a diagram of the arrangement of activated grids in the device according to variant 4;
  • Fig. 5 shows a diagram of the arrangement of activated grids in the device according to variant 5;
  • Fig. 6 - diagram of the arrangement of activated grids in the device according to variant 6;
  • Fig. 9 - activated grid (top view);
  • Fig. 10 cell of the activated grid;
  • Fig. 11 section A-A of Fig. 3, Fig. 12 - section B-B of Fig. 3.
  • KS catalyst grid
  • US palladium-based catching grid package with separating grids
  • SAT - activated grid
  • the package may contain two or more meshes, the first alloy being an alloy based on a double platinum-rhodium system with a rhodium content from 0.1 wt. % to 50 wt. %, the second alloy being an alloy based on a triple platinum-palladium-rhodium system with a palladium content from 0.1 wt. % to 95 wt. % and rhodium from 1 wt. % to 50 wt. %.
  • a package of catalyst nets made of a first platinum-based alloy, a first package of activated nets, a package of catalyst nets made of a second platinum-based alloy, a second package of activated nets, a package of palladium-based catching nets and a third package of activated nets are installed along the gas flow (Fig. 1).
  • a package of catalyst grids made of a first platinum-based alloy or a second platinum-based alloy, a first package of activated grids, a package of palladium-based catching grids, and a second package of activated grids are installed along the gas flow path (Fig. 2).
  • a package of catalyst meshes made of a first platinum-based alloy, a first package of activated meshes, a package of catalyst meshes made of a second platinum-based alloy, and a second package of activated meshes are installed along the gas flow path (Fig. 3).
  • a package of catalyst grids made of a first platinum-based alloy or a second platinum-based alloy and a package of activated grids are installed along the gas flow path (Fig. 4).
  • a package of catalyst grids made of a first platinum-based alloy, a package of catalyst grids made of a second platinum-based alloy, a first package of activated grids, a package of catching grids based on palladium, and a second package of activated grids are installed along the gas flow (Fig. 5).
  • a package of catalyst grids made of a first platinum-based alloy, a package of catalyst grids made of a second platinum-based alloy, a package of catching grids based on palladium, and a package of activated grids are installed along the gas flow (Fig. 6).
  • the activated grids (Fig. 7, 8, 9) are made woven from wire with a diameter of 0.07-3.00 mm, with the formation of cells in such a way that when the activated grid is illuminated, light penetrates no more than 15% of the total area of the grid, preferably no more than 10% of the total area of the grid.
  • the area of the grid is understood to be its area obtained by multiplying the length by the width.
  • the material of the activated grids is:
  • Activated grids stabilize the gas flow over the entire surface area of the grid due to the preferential redistribution of the normal component of the gas flow, directed vertically to the surface of the grids, to the tangential component - along the surface of the grids (see Figs. 10, 11, 12).
  • the mesh To activate the surface of the mesh, it is fired with a hydrogen or nitric-hydrogen or propane flame, or the mesh is heat treated at a temperature of 500-700°C.
  • the surface of the activated mesh wire is etched in a solution of diluted sulfuric or hydrochloric acids, or nitric acid, or a mixture of hydrochloric and nitric acids, at a temperature of 20-90°C for 0.25-20 min with stirring, or treated by electrochemical etching with stirring.
  • the surface of the mesh wire is etched in a solution containing 1-50% sulfuric acid.
  • the surface of the activated mesh wire can be etched in a solution with a hydrochloric acid concentration of 1-36% at a temperature of 20-90°C for 0.25-20 minutes with stirring.
  • the surface of the activated mesh wire can be etched in a solution of a mixture of hydrochloric and nitric acid with a total concentration of 1-50% at a temperature of 20-90°C for 0.10-20 min with stirring.
  • the surface of the activated mesh wire can be treated by electrochemical etching at a temperature of 20-80°C for 0.25-20 min with stirring.
  • the surface of the activated meshes is mechanically processed with sandpaper or a brush with metal bristles, or by sandblasting.
  • sandpaper or a brush with metal bristles or by sandblasting.
  • lubricants from equipment parts containing carbon, which blocks the surface of the wire are almost completely removed from the surface of the wire, the surface of the mesh becomes rough, which leads to an increase in the strength of the mechanical adhesion of platinoid particles evaporating from the platinoid meshes.
  • the degree of capture increases by 5-10% for activated meshes compared to similar meshes made of smooth wire.
  • platinoids are applied to the surface of the activated grid through the intermediate layer using any of the known methods (in particular, Russian patent RU 2169614, [4]). Platinoids on the activated grids further oxidize the unreacted ammonia from the catalyst grids and thus evenly distribute the ammonia oxidation reaction over the depth of the catalytic system package.
  • Activated grids are made of intertwined wires with a diameter of 0.07-1.0 mm, forming cells in such a way that when the activated grid is illuminated, light penetrates no more than 15% of the total grid area, preferably no more than 10% of the total grid area.
  • the grid area is understood to be its area obtained by multiplying the length by the width.
  • the catching effect is achieved due to the high contact area of the surface of the activated meshes with the platinum group particles in the gas flow, evaporating from the catalyst meshes, which is more than 5 times greater than the surface of woven meshes with cells per transmission made of the same diameter of the warp and weft wire (see Fig. 8).
  • the degree of catching of platinum group metals by the activated meshes is up to 30%.
  • the catching effect is also achieved, as described above, due to the high contact area of the activated mesh surface with the platinum group particles when the gas flow flows around the surface of the wire of the catching mesh.
  • the degree of catching of platinum group metals by activated meshes is up to 30%.
  • Example 1 Catalytic system according to variant 4a.
  • a grid of Kh23Yu5 steel with a diameter of 2900 mm, made of warp wire with a diameter of 0.22 mm and weft wire with a diameter of 0.16 mm, activated by a hydrogen flame at a temperature of 700°C was placed under a catalyst grid of PlRd 95-5 alloy (95 wt. % platinum and 5 wt. % rhodium) with a diameter of 2900 mm in the direction of gas flow.
  • PlRd 95-5 alloy 95 wt. % platinum and 5 wt. % rhodium
  • the catalyst grid retained its integrity without the formation of tears and cracks, the degree of capture of platinum group metals after refining processing of the activated grid was more than 10%.
  • the excess mileage of the catalyst grid relative to the standard The value of 7920 hours was more than 1000 hours while maintaining the degree of ammonia conversion at the level of 95.5-97% throughout the entire run.
  • Example 2 Catalytic system according to variant 6b.
  • Example 3 Catalytic system according to variant 4b.
  • Example 5 Catalytic system according to variant 4b.
  • Example 6 Similar to example 3, but additionally platinum was applied to the surface of the activated grids by any of the known methods, in particular by the method described in Russian patent RU 2169614 (passed into the public domain), in which platinum was applied to the carrier through an intermediate layer on The platinum group metals are applied on the basis of modified aluminum oxide. After operation for 2300 hours, the catalyst grids retained their integrity, the degree of platinum group metals capture after refining processing of activated grids was more than 6%. The overrun of the catalyst grids relative to the standard value of 2160 hours was more than 100 hours, while maintaining the calculated degree of ammonia conversion at a high level of 91.0-92% throughout the entire run.
  • ABS Abbreviations: "ABC” - ammonia-air mixture; "KA” - contact apparatus; “abs. atm” - absolute pressure in atmospheres; "KS” - catalyst grid; “US” - a pack of collecting grids with separating grids; “SAT” - activated grid; "MPG” - platinum group metals; "AK” - nitric acid; “SK” hydrocyanic acid; "GAS” - hydroxylamine sulfate; "NNS” - nitrite-nitrate salts.
  • PlRd 95-5 contains 95% platinum and 5% rhodium
  • PlRd 92.5-7.5 contains 92.5% platinum and 7.5% rhodium
  • PlRd 92-8 contains 92% platinum and 8% rhodium
  • PlPdRd 81-16-3 contains 81% platinum, 16% palladium and 3% rhodium;
  • PlPdRd 60-37-3 contains 60% platinum, 37% palladium and 3% rhodium
  • PDN-5 contains 95% palladium and 5% nickel.
  • Variants of the method for producing a catalytic system for the oxidation of ammonia were also investigated.
  • the resulting devices were used in ammonia oxidation units, where they made it possible to reduce the loss of platinum group metals from the catalytic system and equalize the gas flow.
  • the claimed invention ensured a reduction in the loss of platinum group metals from the catalytic system in ammonia oxidation units, an increase in the service life while maintaining a high degree of conversion without increasing the investment of precious metals, and also the equalization of the gas flow.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Каталитическая система для окисления аммиака содержит установленные по ходу движения газа катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из сплава на основе платины, активированную сетку или пакет активированных сеток, выполненных ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,0 мм. Активированные сетки выполнены из жаропрочной высоколегированной или прецизионной стали или нихромового сплава. Техническим результатом является снижение потерь платиноидов и увеличение продолжительности эксплуатации каталитической системы при сохранении высокой степени конверсии без увеличения вложений драгоценных металлов.

Description

Каталитическая система для окисления аммиака (варианты) и способ ее изготовления
Область техники
Заявляемая группа изобретений относится к области каталитических элементов, в частности к вариантам каталитических систем, которые используются для конверсии аммиака из газовой фазы с содержанием кислорода в агрегатах получения азотной и синильной кислот, а также гидроксиламинсульфата.
Уровень техники
Каталитическая система состоит из пакета катализаторных сеток на основе платины и пакета улавливающих сеток на основе палладия. Катализаторные сетки участвуют в каталитическом окислении аммиака, улавливающие сетки располагаются ниже по ходу движения газа под катализаторными сетками и улавливают возгоняющиеся платину и родий с катализаторных сеток, а также доокисляют непрореагировавший на катализаторных сетках аммиак. В процессе эксплуатации каталитической системы возникают неизбежные химические потери драгоценных металлов, которые вызывают разрушение катализаторных и улавливающих сеток, что приводит к механическим потерям драгметаллов в виде частиц и фрагментов проволоки и, как следствие, к снижению срока эксплуатации. При увеличении производительности работы агрегатов, продолжительности эксплуатации и снижении вложений платиноидов в катализаторные и улавливающие сетки происходит резкое увеличение потерь платиновых металлов за счет повышения химических потерь, которые приводят к разупрочнению сеток и увеличению механических потерь в виде частиц и фрагментов проволоки. Снижение потерь платиновых металлов при сохранении эффективности их работы в течение всего пробега являлось всегда актуальной задачей. Решение данной задачи осуществлялось по нескольким основным направлениям, в частности, использование уловителей платиновых металлов и устройств по выравниванию газового потока по всей площади поверхности сетки.
С целью уменьшения потерь платиноидов описано применение в российском патенте № RU 2392048 («Уловитель платиноидов из газовой смеси», патентообладатель Чернышев Валерий Иванович, B01J 23/44, B01J 20/10, BOID 53/86, опубл. 20.06.2010, [1]) мягких прокладок из газопроницаемого материала на основе оксида кремния с толщиной прокладки 2-80 диаметра проволоки улавливающей сетки, которые размещаются между улавливающими и жаростойкими сетками. Такое размещение мягких прокладок позволяет существенно уменьшить негативные действия турбулентных пульсаций газового потока, проходящего через сетки, и тем самым предотвратить разрыв улавливающих сеток в пакете уловителя на отдельные куски, что приводит к исключению проскока аммиака и, как следствие, обеспечивает концентрацию аммиака в газовой смеси за пакетом уловителя на взрывобезопасном уровне менее 0,03 об.%.
Недостатком данного решения является перекрытие значительной части активной поверхности улавливающих сеток более 60% мягкими прокладками, что приводит к снижению в 2-3 раза степени улавливания платины и родия, улетучивающихся с катализаторных сеток, и к повышенным потерям драгметаллов.
Наиболее близким решением по снижению механических потерь платиноидов с катализаторных сеток является российский патент № RU 2155097 («Каталитический элемент для конверсии аммиака», патентообладатель Хальзов Павел Иванович, Звягин Владимир Николаевич, Бокий Владимир Андреевич, Володин Юрий Емельянович, опубл. 27.08.2000, [2]), в котором описывается использование каталитического элемента для конверсии аммиака в виде пакета сетчатых платиноидных элементов с разделительными антипульсационными прокладками из неметаллических материалов на основе кремнеземного волокна, модифицированных активной фазой на основе платины, или палладия, или окиси хрома, или окиси кобальта. Основной функцией разделительных прокладок является антипульсационная защита платиноидных катализаторных сеток, которые позволяют снижать потери платиноидов, играя роль своего рода демпфера (амортизатора).
Недостатком указанного каталитического элемента, выявленного по результатам анализа эксплуатационных характеристик каталитических систем и анализа поверхности отработавших катализаторных сеток на растровом электронном микроскопе, является перекрытие значительной части активной поверхности катализаторных сеток до 50-60% кремнеземными инертными волокнами прокладочного материала, что приводит к снижению степени конверсии аммиака и повышенным потерям драгметаллов с оставшейся открытой поверхности катализаторных сеток, испытывающей большую напряженность и нагрузку по аммиаку на единицу площади. В последствии данный недостаток сыграл основную роль по отказу от использования антипульсационных прокладок на основе кремнезёмного материала между катализаторными сетками.
С учетом указанных выше недостатков была поставлена задача по повышению прочности катализаторных сеток путем снижения механических потерь платиноидов с драгметальных сеток при сохранении высокой каталитическая активности этих сеток.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, обеспечиваемым каждым изобретением, является снижение потерь платиноидов с каталитической системы в агрегатах окисления аммиака, что позволяет снизить потери платиноидов и увеличить продолжительность эксплуатации при сохранении высокой степени конверсии без увеличения вложений драгоценных металлов.
Другим техническим результатом является выравнивание газового потока.
Для достижения заявленного технического результата предлагается каталитическая система для окисления аммиака, отличающаяся тем, что содержит установленные по ходу движения газа:
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины или из второго сплава на основе платины,
- активированную сетку или пакет активированных сеток; при этом активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы; первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
Под двойной платинородиевой системой понимается сплав, содержащий два основных компонента (платина и родий) и неизбежные примеси (например, палладий, иридий и т.п. не более 1 мае. %).
Под тройной платинопалладиевородиевой системой понимается сплав, содержащий три основных компонента (платина, палладий и родий) и неизбежные примеси (например, иридий и т.п. не более 1 мае. %).
Под пакетом сеток понимается набор из 2 сеток и более.
Предпочтительно, первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 3 мае. % до 12 мае. %, предпочтительно от 4 мае. % до 10 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 3 мае. % до 70%, предпочтительно от 3 мае. % до 60 мае. %, и родия от 1 мае. % до 10 мае. %, предпочтительно от 2 мае. % до 6 мае. %.
Предпочтительно, активированные сетки выполнены из переплетенных проволок диаметром 0,07-1,0 мм, предпочтительно 0,15-0,41 мм, с образованием ячеек таким образом, чтобы при просвете активированной сетки свет проникал не более, чем через 15% суммарной площади сетки, предпочтительно не более чем через 10% суммарной площади сетки. При этом под площадью сетки понимается ее площадь, полученная умножением длины на ширину.
Предпочтительно, система дополнительно содержит установленные по ходу движения газа:
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины,
- активированную сетку или пакет активированных сеток.
Предпочтительно, система дополнительно содержит установленные по ходу движения газа пакет улавливающих сеток на основе палладия и активированную сетку или пакет активированных сеток.
Также для достижения заявленного технического результата предлагается каталитическая система для окисления аммиака, отличающаяся тем, что содержит установленные по ходу движения газа:
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины,
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины,
- активированную сетку или пакет активированных сеток,
- пакет улавливающих сеток на основе палладия,
- активированную сетку или пакет активированных сеток; при этом активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы; первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1% до 50%, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
Предпочтительно, первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 3 мае. % до 12 мае. %, предпочтительно от 4 мае. % до 10 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 3 мае. % до 70 мае. %, предпочтительно от 3 мае. % до 60 мае. %, и родия от 1 мае. % до 10 мае. %, предпочтительно от 2 мае. % до 6 мае. %.
Предпочтительно, активированные сетки выполнены из переплетенных проволок диаметром 0,07-1,0 мм, предпочтительно 0,15-0,41 мм, с образованием ячеек таким образом, чтобы при просвете активированной сетки свет проникал не более, чем через 15% суммарной площади сетки, предпочтительно не более чем через 10% суммарной площади сетки. При этом под площадью сетки понимается ее площадь, полученная умножением длины на ширину.
Также для достижения заявленного технического результата предлагается каталитическая система для окисления аммиака, отличающаяся тем, что содержит установленные по ходу движения газа:
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины,
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины,
- пакет улавливающих сеток на основе палладия, - активированную сетку или пакет активированных сеток; при этом активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы; первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
Предпочтительно, первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 3 мае. % до 12 мае. %, предпочтительно от 4 мае. % до 10 мае. %„ при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 3 мае. % до 70 мае. %, предпочтительно от 3 мае. % до 60%, и родия от 1 мае. % до 10 мае. %, предпочтительно от 2 мае. % до 6 мае. %.
Предпочтительно, активированные сетки выполнены из переплетенных проволок диаметром 0,07-1,0 мм, предпочтительно 0,15-0,41 мм, с образованием ячеек таким образом, чтобы при просвете активированной сетки свет проникал не более, чем через 15% суммарной площади сетки, предпочтительно не более чем через 10% суммарной площади сетки. При этом под площадью сетки понимается ее площадь, полученная умножением длины на ширину.
Также для достижения заявленного технического результата предлагается способ изготовления вышеуказанной каталитической системы для окисления аммиака, отличающийся тем, что для получения активированной сетки поверхность сетки обжигают водородным или азотоводородным, или пропановым пламенем, или осуществляют термическую обработку сеток при температуре 150-600°С, затем поверхность активированной сетки травят в растворе серной или соляной кислот, или азотной кислоты, или смеси соляной и азотной кислот, при температуре 20-90°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием, или обрабатывают электрохимическим травлением с перемешиванием.
Предпочтительно, поверхность активированной сетки травят в растворе с концентрацией соляной кислоты 1-36% при температуре 20-90°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием.
Предпочтительно, поверхность активированной сетки травят в растворе смеси соляной и азотной кислоты с общей концентрацией 1-50% при температуре 20-90°С в течение 0,10-20мин с перемешиванием.
Предпочтительно, поверхность активированной сетки обрабатывают электрохимическим травлением при температуре 20-80°С в течение 0,25- 20 мин с перемешиванием.
Предпочтительно, после травления осуществляют механическую обработку поверхности активированных сеток наждачной бумагой или щеткой с металлической щетиной, или пескоструйной обработкой.
Предпочтительно, на поверхность активированной сетки через промежуточный слой на основе оксида алюминия наносят платиноиды.
Предпочтительно, поверхность сетки обжигают водородным или азотоводородным пламенем при температуре 500-700°С, или пропановым пламенем при температуре 500-1200°С, или осуществляют термическую обработку сеток в печи при температуре 150-600°С.
Предпочтительно, поверхность активированной сетки травят в растворе с концентрацией соляной кислоты 1-36% при температуре 20-90°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием.
Предпочтительно, поверхность активированной сетки травят в растворе смеси соляной и азотной кислоты с общей концентрацией 1-50% при температуре 20-90°С в течение 0,10-20мин с перемешиванием. Предпочтительно, поверхность активированной сетки обрабатывают электрохимическим травлением при температуре 20-80°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием.
Также для достижения заявленного технического результата предлагается применение вышеуказанной каталитической системы для окисления аммиака в агрегатах окисления аммиака.
Согласно одному из вариантов каталитическая система: содержит установленные по ходу движения газа первую катализаторную сетку из первого сплава на основе платины, первую активированную сетку, первую катализаторную сетку из второго сплава на основе платины, вторую активированную сетку, пакет улавливающих сеток на основе палладия и третью активированную сетку;
- активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, с отсутствующими на просвет ячейками, при этом материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы;
- первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
Согласно другому варианту осуществления каталитической системы вместо первой катализаторной сетки из первого сплава на основе платины установлен пакет первых катализаторных сеток из первого сплава на основе платины. Вместо первой активированной сетки установлен первый пакет активированных сеток. Вместо первой катализаторной сетки из второго сплава на основе платины установлен пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины. Вместо второй активированной сетки установлен второй пакет активированных сеток. Вместо третьей активированной сетки установлен третий пакет активированных сеток.
Согласно другому варианту каталитическая система: содержит установленные по ходу движения газа первую катализаторную сетку из первого сплава на основе платины либо из второго сплава на основе платины, первую активированную сетку, пакет улавливающих сеток на основе палладия, вторую активированную сетку;
- активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, с отсутствующими на просвет ячейками, при этом материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы;
- первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
Согласно другому варианту осуществления каталитической системы вместо первой катализаторной сетки из первого сплава на основе платины установлен пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины либо вместо первой катализаторной сетки из второго сплава на основе платины установлен пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины. Вместо первой активированной сетки установлен первый пакет активированных сеток, вместо второй активированной сетки установлен второй пакет активированных сеток.
Согласно другому варианту каталитическая система: содержит установленные по ходу движения газа первую катализаторную сетку из первого сплава на основе платины, первую активированную сетку, первую катализаторную сетку из второго сплава на основе платины, вторую активированную сетку; - активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, с отсутствующими на просвет ячейками, при этом материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы;
- первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
Согласно другому варианту осуществления каталитической системы вместо первой катализаторной сетки из первого сплава на основе платины установлен пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины, вместо первой активированной сетки установлен первый пакет активированных сеток. Вместо первой катализаторной сетки из второго сплава на основе платины установлен пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины. Вместо второй активированной сетки установлен второй пакет активированных сеток.
Согласно другому варианту осуществления каталитическая система: содержит установленные по ходу движения газа первую катализаторную сетку из первого сплава на основе платины либо из второго сплава на основе платины, и активированную сетку;
- активированная сетка выполнена тканой из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, с отсутствующими на просвет ячейками, при этом материалом активированной сетки является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы;
- первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %. Согласно другому варианту осуществления каталитической системы вместо первой катализаторной сетки из первого сплава на основе платины установлен пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины либо вместо первой катализаторной сетки из второго сплава на основе платины установлен пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины. Вместо первой активированной сетки установлен первый пакет активированных сеток.
Согласно другому варианту осуществления каталитическая система: содержит установленные по ходу движения газа первую катализаторную сетку из первого сплава на основе платины, первую катализаторную сетку из второго сплава на основе платины, первую активированную сетку, пакет улавливающих сеток на основе палладия, вторую активированную сетку;
- активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, с отсутствующими на просвет ячейками, при этом материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы;
- первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
Согласно другому варианту осуществления каталитической системы вместо первой катализаторной сетки из первого сплава на основе платины установлен пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины. При этом вместо первой катализаторной сетки из второго сплава на основе платины установлен пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины. Вместо первой активированной сетки установлен первый пакет активированных сеток, вместо второй активированной сетки установлен второй пакет активированных сеток. Согласно другому варианту осуществления каталитическая система: содержит установленные по ходу движения газа первую катализаторную сетку из первого сплава на основе платины, первую катализаторную сетку из второго сплава на основе платины, пакет улавливающих сеток на основе палладия, активированную сетку;
- активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, с отсутствующими на просвет ячейками, при этом материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы;
- первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
Согласно другому варианту осуществления каталитической вместо первой катализаторной сетки из первого сплава на основе платины установлен пакет катализатор ных сеток из первого сплава на основе платины. Вместо первой катализаторной сетки из второго сплава на основе платины установлен пакет катализатор ных сеток из второго сплава на основе платины. Вместо первой активированной сетки установлен первый пакет активированных сеток.
Сущность заявленного способа состоит в том, что в способе изготовления всех вышеуказанных вариантов устройства для снижения механических потерь платиноидов с каталитической системы для окисления аммиака активированные сетки обжигают водородным или азотоводородным, или пропановым пламенем, или осуществляют термическую обработку активированных сеток при температуре 150-600°С. Затем поверхность проволоки активированной сетки травят в растворе разбавленных серной или соляной кислот, или азотной кислоты, или смеси соляной и азотной кислот, при температуре 20-90°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием, или обрабатывают электрохимическим травлением с перемешиванием.
В частных случаях допустимо выполнять способ следующими образом.
Поверхность проволоки активированной сетки могут травить в растворе с концентрацией соляной кислоты 1-36% при температуре 20-90°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием.
Поверхность проволоки активированной сетки могут травить в растворе смеси соляной и азотной кислоты с общей концентрацией 1-50% при температуре 20-90°С в течение 0,10-20мин с перемешиванием.
Поверхность проволоки активированной сетки предпочтительно обрабатывают электрохимическим травлением при температуре 20-80°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием.
После травления могут осуществлять механическую обработку поверхности активированных сеток наждачной бумагой или щеткой с металлической щетиной, или пескоструйной обработкой.
На поверхность активированной сетки через промежуточный слой могут наносить платиноиды.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 показана схема расположения активированных сеток в устройстве по варианту 1 ; на фиг. 2 - схема расположения активированных сеток в устройстве по варианту 2; на фиг. 3 - схема расположения активированных сеток в устройстве по варианту 3; на фиг. 4 - схема расположения активированных сеток в устройстве по варианту 4; на фиг. 5 - схема расположения активированных сеток в устройстве по варианту 5; на фиг. 6 - схема расположения активированных сеток в устройстве по варианту 6; на фиг. 7 - активированная сетка, на фиг. 8 - активированная сетка (вид сбоку); на фиг. 9 - активированная сетка (вид сверху); на фиг. 10 - ячейка активированной сетки; на фиг. 11 - разрез А-А фиг. 3, на фиг. 12 - разрез Б-Б фиг. 3.
Осуществление изобретения. Лучший вариант осуществления изобретения
Номер варианта каталитической системы
Figure imgf000017_0001
Принятые сокращения: «КС» - катализаторная сетка; «УС» - пакет улавливающих сеток на основе палладия с разделительными сетками; «САТ» - активированная сетка
Осуществление технического решения по варианту 1.
Известно, что неравномерное распределение газового потока по поверхности каталитической системы (см. патент RU 2100068, [3]) приводит к различным перепадам давления, повышению напряжённости на сетках и, как следствие, к повышенным потерям платиновых металлов.
В варианте 1 и в других вариантах пакет может содержать две и более сеток, под первым сплавом понимается сплав на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, под вторым сплавом понимается сплав на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %. С целью повышения прочности каталитической системы по ходу движения газа установлены (фиг. 1) пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины, первый пакет активированных сеток, пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины, второй пакет активированных сеток, пакет улавливающих сеток на основе палладия и третий пакет активированных сеток.
Осуществление технического решения по варианту 2.
С целью повышения прочности каталитической системы по ходу движения газа установлены (фиг. 2) пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины либо из второго сплава на основе платины, первый пакет активированных сеток, пакет улавливающих сеток на основе палладия, второй пакет активированных сеток.
Осуществление технического решения по варианту 3.
С целью повышения прочности каталитической системы по ходу движения газа установлены (фиг. 3) пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины, первый пакет активированных сеток, пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины, второй пакет активированных сеток.
Осуществление технического решения по варианту 4.
С целью повышения прочности каталитической системы по ходу движения газа установлены (фиг. 4) пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины либо из второго сплава на основе платины и пакет активированных сеток.
Осуществление технического решения по варианту 5.
С целью повышения прочности каталитической системы по ходу движения газа установлены (фиг. 5) пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины, пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины, первый пакет активированных сеток, пакет улавливающих сеток на основе палладия, второй пакет активированных сеток.
Осуществление технического решения по варианту 6. С целью повышения прочности каталитической системы по ходу движения газа установлены (фиг. 6) пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины, пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины, пакет улавливающих сеток на основе палладия, пакет активированных сеток.
Во всех вариантах активированные сетки (фиг. 7, 8, 9) выполняют ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, с образованием ячеек таким образом, чтобы при просвете активированной сетки свет проникал не более, чем через 15% суммарной площади сетки, предпочтительно не более чем через 10% суммарной площади сетки. При этом под площадью сетки понимается ее площадь, полученная умножением длины на ширину.
Материалом активированных сеток является:
- жаропрочная высоколегированная или прецизионной сталь;
- нихромовые сплавы.
Предпочтительно выполнять активированные сетки из стали марки Х23Ю5Т.
Активированные сетки стабилизируют газовый поток по всей площади поверхности сетки за счет преимущественного перераспределения нормальной составляющей газового потока, направленной вертикально к поверхности сеток, на тангенциальную - вдоль поверхности сеток (см. фиг. 10, 11, 12).
Осуществление способа изготовления устройства по вариантам 1-6.
Для активации поверхности сетки обжигают водородным или азотоводородным, или пропановым пламенем, или осуществляют термическую обработку сеток при температуре 500-700°С.
Затем поверхность проволоки активированной сетки травят в растворе разбавленных серной или соляной кислот, или азотной кислоты, или смеси соляной и азотной кислот, при температуре 20-90°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием, или обрабатывают электрохимическим травлением с перемешиванием. Предпочтительно поверхность проволоки сетки травят в растворе с содержанием серной кислоты 1-50%.
Поверхность проволоки активированной сетки могут травить в растворе с концентрацией соляной кислоты 1-36% при температуре 20-90°С в течение 0,25- 20мин с перемешиванием.
Поверхность проволоки активированной сетки могут травить в растворе смеси соляной и азотной кислоты с общей концентрацией 1-50% при температуре 20-90°С в течение 0,10-20мин с перемешиванием.
Поверхность проволоки активированной сетки могут обрабатывать электрохимическим травлением при температуре 20-80°С в течение 0,25-20мин с перемешиванием.
После травления осуществляют механическую обработку поверхности активированных сеток наждачной бумагой или щеткой с металлической щетиной, или пескоструйной обработкой. В результате такой обработки почти полностью удаляются с поверхности проволоки смазывающие материалы от деталей оборудования с содержанием углерода, который блокирует поверхность проволоки, поверхность сетки становится шероховатой, что приводит к увеличению прочности механического сцепления частиц платиноидов, улетучивающихся с платиноидных сеток. Степень улавливания увеличивается на 5-10% у активированных сеток по сравнению с аналогичными сетками из гладкой проволоки.
С целью повышения активности каталитической системы и сохранения эффективности работы в течение всего пробега на поверхность активированной сетки через промежуточный слой наносят платиноиды любым из известных способов (в частности, российский патент RU 2169614, [4]). Платиноиды на активированных сетках доокисляют непрореагировавший аммиак с катализаторных сеток и тем самым равномерно распределяют реакцию окисления аммиака по глубине пакета каталитической системы.
При стабилизации газового потока происходит равномерный перепад давления по всей площади поверхности сеток, что приводит к уменьшению механических напряжений, меньшему образованию трещин и разрушений катализаторных и улавливающих сеток и, в целом, к снижению потерь платиноидов с драгметальных сеток. Каталитическая система с меньшими потерями платиноидов дольше сохраняет прочностные характеристики при эксплуатации, выдерживает большие нагрузки по аммиаку и имеет повышенный ресурс эксплуатации.
Активированные сетки выполнены из переплетенных проволок диаметром 0,07-1,0 мм с образованием ячеек таким образом, чтобы при просвете активированной сетки свет проникал не более, чем через 15% суммарной площади сетки, предпочтительно не более чем через 10% суммарной площади сетки. При этом под площадью сетки понимается ее площадь, полученная умножением длины на ширину.
Эффект улавливания достигается за счёт высокой площади контакта поверхности активированных сеток с частицами платиноидов в газовом потоке, улетучивающихся с катализаторных сеток, превышающей более чем в 5 раз поверхность тканых сеток с ячейками на просвет из того же диаметра проволоки основы и утка (см. фиг. 8). Степень улавливания платиновых металлов активированными сетками составляет до 30%.
Эффект улавливания также достигается, как описано выше за счёт высокой площади контакта поверхности активированных сеток с частицами платиноидов при обтекании газового потока поверхности проволоки улавливающих сеток. Степень улавливания платиновых металлов активированными сетками составляет до 30%.
При исследовании падения давления под активированными сетками из нихромовых сплавов или из стали марки Х23Ю5Т из проволоки диаметром 0,07- 3,00мм в аэродинамической трубе при абсолютном давлении 3-4 атм. происходит почти полное выравнивание газового потока в поперечном сечении трубы, а также низкое значение падения давления порядка 14 мм вод. ст., которое более чем в 3 раза меньше под катализаторными сетками в агрегатах среднего давления (см. патент RU 2145935, [5]). При этом на тканых сетках с открытой ячейкой такого выравнивания потока не выявлено.
Были проведены исследования при эксплуатации и после эксплуатации в контактном аппарате окисления пакета катализаторных сеток с установленными под ними активированными сетками и получены следующие результаты:
- равномерное инфракрасное свечение катализаторных сеток при эксплуатации, что обусловлено равномерным прогревом сеток;
- равномерный износ проволоки катализаторных сеток от края до центра сетки, что связано с одинаковой нагрузкой по аммиаку в радиальном направлении контактного аппарата;
- снижение потерь платиноидов с катализаторных сеток, что может быть обусловлено снижением механических потерь ввиду равномерной нагрузки по всему сечению;
- наличие многочисленных частиц платиноидов на активированной поверхности сеток, что может быть связано с конденсацией летучих оксидов платины и механическим сцеплением частиц платиноидов с активированной поверхностью сеток, выполненными таким образом, что при просвете активированной сетки свет проникал не более, чем через 15% площади ячеек, предпочтительно не более чем через 10% площади ячеек.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Каталитическая система по варианту 4а. В контактном аппарате агрегата получения азотной кислоты при атмосферном давлении активированная водородным пламенем при температуре 700°С сетка из стали Х23Ю5 диаметром 2900 мм из проволоки основы диаметром 0,22мм и проволоки утка 0,16мм укладывалась под катализаторную сетку из сплава ПлРд 95-5 (95 масс. % платины и 5 масс. % родия) диаметром 2900 мм по ходу движения газа. После эксплуатации в течение 9000 часов катализаторная сетка сохранила свою целостность без образования надрывов и трещин, степень улавливания платиноидов после аффинажной переработки активированной сетки составила более 10%. Перепробег катализаторной сетки относительно нормативного значения 7920 часов составил более 1000 часов при сохранении степени конверсии аммиака на уровне 95,5-97% в течение всего пробега.
Пример 2. Каталитическая система по варианту 6Ь. Две активированные пламенем пропана при температуре 1200°С сетки из стали Х23Ю5Т диаметром 3850 мм из проволоки основы диаметром 0,30мм и проволоки утка 0,20мм устанавливались в контактный аппарат агрегата получения азотной кислоты при среднем давлении АК-72 по ходу движения газа под пакет катализаторных сеток, в котором по ходу движения газа 2 верхние сетки изготовлены из сплава ПлРд 95-5 и 4 нижние сетки из сплава ПлПдРд 81-16-3 (81 масс. % платины, 16 масс. % палладия и 3 масс. % родия), и пакет улавливающих сеток из сплава ПдН-5 (95 масс. % палладия и 5 масс. % никеля). После эксплуатации в течение 8000 часов катализаторные и улавливающие сетки сохранили свою целостность, степень улавливания платиноидов после аффинажной переработки активированных сеток составила более 7%. Перепробег каталитической системы относительно нормативного значения 5500-6000 часов составил более 2000 часов при сохранении степени конверсии аммиака на уровне 94,0-95,5% в течение всего пробега.
Пример 3. Каталитическая система по варианту 4Ь. Четыре активированные водородным пламенем при температуре 700°С сетки диаметром 1600 мм из стали Х23Ю5Т из проволоки основы диаметром 0,35мм и проволоки утка 0,22мм устанавливались в контактный аппарат агрегата получения азотной кислоты при высоком давлении (8-10 абс. атм.) по ходу движения газа под пакет катализаторных сеток, в котором по ходу движения газа 6 верхних сеток изготовлены из ПлПдРд 60-37-3 (60 масс. % платины, 37 масс. % палладия и 3 масс. % родия). После эксплуатации в течение 2400 часов катализаторные сетки сохранили свою целостность, степень улавливания платиноидов после аффинажной переработки активированных сеток составила более 5%. Перепробег катализаторных сеток относительно нормативного значения 2160 часов составил более 200 часов при сохранении расчетной степени конверсии аммиака на уровне 90,0-92% в течение всего пробега. Пример 4. Каталитическая система по варианту 4Ь. Три активированные путем обжига в щелевой печи при температуре 400°С сетки из нихрома марки Х20Н80 диаметром 1200 мм из проволоки основы диаметром 0,40мм и проволоки утка 0,28мм устанавливались в контактный аппарат агрегата получения синильной кислоты по ходу движения газа под пакет катализаторных сеток, в котором по ходу движения газа 4 верхних сетки изготовлены из сплава ПлРд 92-8 (92 масс. % платины и 8 масс. % родия) и 4 нижних сетки из сплава ПлРд 95-5. После эксплуатации в течение 2600 часов катализаторные сетки сохранили свою целостность, степень улавливания платиноидов после аффинажной переработки активированных сеток составила более 8%. Перепробег катализаторных сеток относительно нормативного значения 2200 часов составил более 400 часов при сохранении превращение аммиака в HCN на уровне 60-62%.
Пример 5. Каталитическая система по варианту 4Ь. В контактном аппарате агрегата получения гидроксиламинсульфата две активированные пламенем пропана при температуре 1200°С сетки из стали Х23Ю5Т диаметром 2900 мм из проволоки основы диаметром 0,28мм и проволоки утка 0,18мм укладывались по ходу движения газа под пакет катализаторных сеток, в котором по ходу движения газа 2 верхних сетки изготовлены из сплава ПлРд 92,5-7,5 (92,5 масс. % платины и 7,5 масс. % родия) и нижняя сетка из сплава ПлРд 95-5. После эксплуатации в течение 9000 часов катализаторные сетки сохранили свою целостность без образования надрывов и трещин, степень улавливания платиноидов после аффинажной переработки активированных сеток составила более 15%. Перепробег катализаторной сетки относительно нормативного значения 7920 часов составил более 1000 часов при сохранении степени конверсии аммиака на уровне 92-94% в течение всего пробега.
Пример 6. Аналогичен примеру 3, но дополнительно на поверхность активированных сеток наносилась платина любым из известных способов, в частности по способу, описанному в российском патенте RU 2169614 (перешел в общественное достояние), в котором на носитель через промежуточный слой на основе модифицированного оксида алюминия наносятся металлы платиновой группы. После эксплуатации в течение 2300 часов катализаторные сетки сохранили свою целостность, степень улавливания платиноидов после аффинажной переработки активированных сеток составила более 6%. Перепробег катализаторных сеток относительно нормативного значения 2160 часов составил более 100 часов при сохранении расчетной степени конверсии аммиака на высоком уровне 91,0-92% в течение всего пробега.
Результаты испытаний приведены ниже.
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000032_0001
Примечания:
*Принятые сокращения: «АВС» - аммиачно-воздушная смесь; «КА» - контактный аппарат; «абс. атм» - абсолютное давление в атмосферах; «КС» - катализаторная сетка; «УС» - пакет улавливающих сеток с разделительными сетками; «САТ» - активированная сетка; «МПГ» - металлы платиновой группы; «АК» - азотная кислота; «СК» синильная кислота; «ГАС» - гидроксиламин сульфат; «ННС» - нитрит-нитратные соли.
** Состав сплавов, мае. %:
ПлРд 95-5 содержит 95% платины и 5% родия;
ПлРд 92,5-7,5 содержит 92,5% платины и 7,5% родия;
ПлРд 92-8 содержит 92% платины и 8% родия;
ПлПдРд 81-16-3 содержит 81% платины, 16% палладия и 3% родия;
ПлПдРд 60-37-3 содержит 60% платины, 37% палладия и 3% родия
ПдН-5 содержит 95% палладия и 5% никеля.
Также исследовались варианты осуществления способа изготовления каталитической системы для окисления аммиака.
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000034_0001
Примечания: * после травления дополнительно проводят механическую обработку поверхности активированных сеток наждачной бумагой или щеткой с металлической щетиной.
Во всех вариантах осуществления изобретения полученные устройства были использованы в агрегатах окисления аммиака, где позволяли снизить потери платиноидов с каталитической системы и выровнять газовый поток.
Заявленное изобретение обеспечило снижение потерь платиноидов с каталитической системы в агрегатах окисления аммиака, увеличение продолжительности эксплуатации при сохранении высокой степени конверсии без увеличения вложений драгоценных металлов, а также выравнивание газового потока.

Claims

34
Формула изобретения
1. Каталитическая система для окисления аммиака, отличающаяся тем, что содержит установленные по ходу движения газа:
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины или из второго сплава на основе платины,
- активированную сетку или пакет активированных сеток; при этом активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,0 мм, материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы; первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
2. Система по и. 1, отличающаяся тем, что первый сплав выполнен основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 3 мае. % до 12 мае. %, предпочтительно от 4 мае. % до 10 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 3 мае. % до 70%, предпочтительно от 3 мае. % до 60 мае. %, и родия от 1 мае. % до 10 мае. %, предпочтительно от 2 мае. % до 6 мае. %.
3. Система по и. 1, отличающаяся тем, что активированные сетки выполнены из переплетенных проволок диаметром 0,07-1,0 мм, предпочтительно 0,15-0,41 мм, с образованием ячеек таким образом, чтобы при просвете активированной сетки свет проникал не более, чем через 15% площади сетки, предпочтительно не более чем через 10% площади сетки.
4. Система по и. 1, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит установленные по ходу движения газа: 35
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины,
- активированную сетку или пакет активированных сеток.
5. Система по и. 1 или и. 4, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит установленные по ходу движения газа пакет улавливающих сеток на основе палладия и активированную сетку или пакет активированных сеток.
6. Каталитическая система для окисления аммиака, отличающаяся тем, что содержит установленные по ходу движения газа:
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины,
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины,
- активированную сетку или пакет активированных сеток,
- пакет улавливающих сеток на основе палладия,
- активированную сетку или пакет активированных сеток; при этом активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы; первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
7. Система по и. 6, отличающаяся тем, что первый сплав выполнен основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 3 мае. % до 12 мае. %, предпочтительно от 4 мае. % до 10 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 3 мае. % до 70 мае. %, предпочтительно от 3 мае. % до 60 мае. %, и родня от 1 мае. % до 10 мае. %, предпочтительно от 2 мае. % до 6 мае. %.
8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что активированные сетки выполнены из переплетенных проволок диаметром 0,07-1,0 мм, предпочтительно 0,15-0,41 мм, с образованием ячеек таким образом, чтобы при просвете активированной сетки свет проникал не более, чем через 15% площади сетки, предпочтительно не более чем через 10% площади сетки.
9. Каталитическая система для окисления аммиака, отличающаяся тем, что содержит установленные по ходу движения газа:
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из первого сплава на основе платины,
- катализаторную сетку или пакет катализаторных сеток из второго сплава на основе платины,
- пакет улавливающих сеток на основе палладия,
- активированную сетку или пакет активированных сеток; при этом активированные сетки выполнены ткаными из проволоки диаметром 0,07-3,00 мм, материалом активированных сеток является жаропрочная высоколегированная или прецизионная сталь, или нихромовые сплавы; первый сплав выполнен на основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 0,1 мае. % до 50 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 0,1 мае. % до 95 мае. % и родия от 1 мае. % до 50 мае. %.
10. Система по и. 9, отличающаяся тем, что первый сплав выполнен основе двойной платинородиевой системы с содержанием родия от 3 мае. % до 12 мае. %, предпочтительно от 4 мае. % до 10 мае. %, при этом второй сплав выполнен на основе тройной платинопалладиевородиевой системы с содержанием палладия от 3 мае. % до 70 мае. %, предпочтительно от 3 мае. % до 60 мае. %, и родня от 1 мае. % до 10 мае. %, предпочтительно от 2 мае. % до 6 мае. %.
11. Система по п. 9, отличающаяся тем, что активированные сетки выполнены из переплетенных проволок диаметром 0,07-1,0 мм, предпочтительно 0,15-0,41 мм, с образованием ячеек таким образом, чтобы при просвете активированной сетки свет проникал не более, чем через 15% площади сетки, предпочтительно не более чем через 10% площади сетки.
12. Способ изготовления каталитической системы для окисления аммиака по любому из п.п. 1-11, отличающийся тем, что для получения активированной сетки поверхность сетки обжигают водородным или азотоводородным, или пропановым пламенем, или осуществляют термическую обработку сеток при температуре 150-600°С, затем поверхность активированной сетки травят в растворе серной или соляной кислот, или азотной кислоты, или смеси соляной и азотной кислот, при температуре 20-90°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием, или обрабатывают электрохимическим травлением с перемешиванием.
13. Способ по и. 12, отличающийся тем, что поверхность активированной сетки травят в растворе с концентрацией соляной кислоты 1 - 36% при температуре 20-90°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием.
14. Способ по и. 12, отличающийся тем, что поверхность активированной сетки травят в растворе смеси соляной и азотной кислоты с общей концентрацией 1-50% при температуре 20-90°С в течение 0,10-20мин с перемешиванием.
15. Способ по и. 12, отличающийся тем, что поверхность активированной сетки обрабатывают электрохимическим травлением при температуре 20-80°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием.
16. Способ по и. 12, отличающийся тем, что после травления осуществляют механическую обработку поверхности активированных сеток 38 наждачной бумагой или щеткой с металлической щетиной, или пескоструйной обработкой.
17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что на поверхность активированной сетки через промежуточный слой на основе оксида алюминия наносят платиноиды.
18. Способ по и. 12, отличающийся тем, что поверхность сетки обжигают водородным или азотоводородным пламенем, при температуре 500-700°С, или пропановым пламенем при температуре 500-1200°С, или осуществляют термическую обработку сеток в печи при температуре 150- 600°С.
20. Способ по п. 12, отличающийся тем, что поверхность активированной сетки травят в растворе с концентрацией соляной кислоты 1 - 36% при температуре 20-90°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием.
21. Способ по п. 12, отличающийся тем, что поверхность активированной сетки травят в растворе смеси соляной и азотной кислоты с общей концентрацией 1-50% при температуре 20-90°С в течение 0,10-20 мин с перемешиванием.
22. Способ по п. 12, отличающийся тем, что поверхность активированной сетки обрабатывают электрохимическим травлением при температуре 20-80°С в течение 0,25-20 мин с перемешиванием.
25. Применение каталитической системы для окисления аммиака по любому из и. и. 1-11 в агрегатах окисления аммиака.
PCT/RU2024/050104 2023-05-19 2024-05-18 Каталитическая система для окисления аммиака (варианты) и способ ее изготовления Ceased WO2024242593A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2023112941 2023-05-19
RU2023112941 2023-05-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024242593A1 true WO2024242593A1 (ru) 2024-11-28

Family

ID=93590240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2024/050104 Ceased WO2024242593A1 (ru) 2023-05-19 2024-05-18 Каталитическая система для окисления аммиака (варианты) и способ ее изготовления

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024242593A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB785657A (en) * 1954-09-17 1957-10-30 Du Pont Catalyst for gas phase oxidation reactions and processes effected therewith
RU2119381C1 (ru) * 1997-06-27 1998-09-27 Открытое акционерное общество "Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов" Устройство для улавливания платиноидов при каталитическом окислении аммиака
RU2155097C1 (ru) * 2000-01-14 2000-08-27 Хальзов Павел Иванович Каталитический элемент для конверсии аммиака
RU2499766C1 (ru) * 2012-05-31 2013-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОКЕМ" Способ каталитического окисления аммиака
EP3680015A1 (de) * 2019-01-14 2020-07-15 Heraeus Deutschland GmbH & Co KG Katalysatorsystem sowie verfahren zur katalytischen verbrennung von ammoniak zu stickstoffoxiden in einer mitteldruckanlage
RU2776371C1 (ru) * 2019-05-22 2022-07-19 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Катализаторная сетка

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB785657A (en) * 1954-09-17 1957-10-30 Du Pont Catalyst for gas phase oxidation reactions and processes effected therewith
RU2119381C1 (ru) * 1997-06-27 1998-09-27 Открытое акционерное общество "Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов" Устройство для улавливания платиноидов при каталитическом окислении аммиака
RU2155097C1 (ru) * 2000-01-14 2000-08-27 Хальзов Павел Иванович Каталитический элемент для конверсии аммиака
RU2499766C1 (ru) * 2012-05-31 2013-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОКЕМ" Способ каталитического окисления аммиака
EP3680015A1 (de) * 2019-01-14 2020-07-15 Heraeus Deutschland GmbH & Co KG Katalysatorsystem sowie verfahren zur katalytischen verbrennung von ammoniak zu stickstoffoxiden in einer mitteldruckanlage
RU2776371C1 (ru) * 2019-05-22 2022-07-19 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Катализаторная сетка

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3434826A (en) Recovery of noble metals which are volatilized during catalytic reactions
RU2222060C2 (ru) Рекомбинационное устройство и способ каталитической рекомбинации водорода и/или монооксида углерода с кислородом в газовой смеси
US4435373A (en) Fibre packs for ammonia oxidation
EP0063450A1 (en) Recovery of precious metal
JP2004528159A (ja) ２個またはそれ以上の層で編まれた３次元触媒ガーゼ
EP0077121B2 (en) Method for recovering platinum in a nitric acid plant
WO2024242593A1 (ru) Каталитическая система для окисления аммиака (варианты) и способ ее изготовления
RU2847408C1 (ru) Каталитическая система для окисления аммиака (варианты) и способ ее изготовления
DE2829035A1 (de) Katalysator aus metallfasern, verfahren zur herstellung des katalysators und verwendung des katalysators
NO159935B (no) Fremgangsmaate ved polymerisering av olefiner, samt katalysator for anvendelse ved fremgangsmaaten.
US2730189A (en) Platinum recovery
RU2186724C1 (ru) Каталитический элемент для конверсии аммиака и способ каталитической конверсии аммиака
TWI442966B (zh) 多孔基材及無機選擇膜製造方法
RU2119381C1 (ru) Устройство для улавливания платиноидов при каталитическом окислении аммиака
RU2212272C1 (ru) Платиноидный катализатор в форме проволочной сетки
RU2855588C1 (ru) Сетка для улавливания платиновых металлов
RU2392048C2 (ru) Уловитель платиноидов из газовой смеси
RU2150389C1 (ru) Пакет газопроницаемых сеток из благородных металлов для каталитических процессов
RU2154020C1 (ru) Устройство для улавливания платиноидов при каталитическом окислении аммиака
US1889463A (en) Catalyzer for the oxidation of ammonia with oxygen or with gases containing oxygen
EP4310210A1 (en) Volatile and precious metal recovery system made of stacked silver-comprising elements
RU2499766C1 (ru) Способ каталитического окисления аммиака
JPS6388760A (ja) 燃料電池
EP0216493A1 (en) Platinum recovery using perforation resistant gauzes
RU2064827C1 (ru) Платиноидный катализатор

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24811497

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE