Катализаторная сетка (варианты) Российский патент 2025 года по МПК B01J35/58 B01J23/38 

Область техники

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к устройству каталитического окисления аммиака на газопроницаемых проволочных металлических сетках, преимущественно из благородных металлов, пригодных, в частности, для использования в производстве азотной кислоты, синильной кислоты и гидроксиламинсульфата, и предполагающему технические и экономические преимущества по отношению к предшествующему уровню техники.

Предшествующий уровень техники

На предприятиях химической промышленности для окисления аммиака используют каталитические системы, состоящие из одной или нескольких тканых или вязаных газопроницаемых проволочных катализаторных сеток, изготавливаемых из сплавов металлов платиновой группы.

Для обеспечения максимальной степени конверсии аммиака, с точки зрения структуры катализаторной сетки, необходимо, чтобы катализатор обладал максимальной площадью контактной поверхности при определенном вложении драгоценных металлов. При этом некоторые катализаторные сетки для обеспечения увеличенной контактной поверхности и/или стойкости к износу могут изготавливаться из проволоки увеличенного диаметра или с применением более плотной структуры плетения.

В этой связи использование вязаных катализаторных газопроницаемых сеток в каталитических системах предпочтительнее тканых сеток, поскольку вязаные сетки способны обеспечить более высокую поверхность контакта при сопоставимом вложении благородных металлов и обладают более высокой прочностью на разрыв. Такой подход в особенности востребован из-за использования в качестве катализатора дорогостоящих сплавов металлов платиновой группы.

Из уровня техники известен способ увеличения контактной поверхности газопроницаемых металлических сеток «гофрированием» (патент US 5401483 A, опубл. 28.03.1995). Предложенный способ позволяет увеличить площадь контакта за счет увеличения геометрической площади рельефной сетки, несколько снизить нагруженность катализатора и сопротивление газовому потоку, что особенно важно для агрегатов, работающих под ультравысоким давлением более 10 абс. атм. Однако при использовании предлагаемого способа площадь контакта на единицу геометрической поверхности сетки практически не изменяется. Следующим недостатком является ограниченность транспортировки и установки цельного гофрированного пакета в развернутом состоянии диаметром более 2 м из невозможности его свернуть в более компактный вид упаковки, не деформировав гофры. По технологическим причинам применение данного пакета фактически ограничено агрегатами под ультравысоким давлением с внутренним диаметром менее 2 м.

Известна вязаная катализаторная сетка для каталитического окисления аммиака (патент RU 2678681, опубл. 30.01.2019). Сетка представляет собой структуру, включающую первый слой тканого или вязаного первого проволочного материала, при этом упомянутый первый проволочный материал изготовлен из Pd или обогащенного Pd сплава, при этом упомянутый первый слой содержит армирование в виде второго проволочного материала, который воткан или ввязан в первый проволочный материал, и который имеет состав, отличающийся от состава первого проволочного материала. Сетка содержит также второй слой, расположенный параллельно первому слою и состоящий из тканого или вязаного третьего проволочного материала, при этом упомянутый третий проволочный материал изготовлен из Pd или обогащенного Pd сплава, причем упомянутый второй слой также содержит упомянутый второй проволочный материал, который воткан или ввязан в третий проволочный материал и присутствует в виде соединительной нити, которая многократно проходит от первого слоя ко второму слою и обратно. Второй проволочный материал образует армирование механической структуры на основе Pd, т.е. обеспечивает упрочнение сетки и повышает срок ее службы.

Описанная сетка имеет объемную структуру, за счёт многократного соединения противоположных слоёв большим количеством промежуточных нитей, которая значительно увеличивает толщину пакета, что приводит в начальный период эксплуатации к увеличению времени контактирования газа с поверхностью сетки и, как следствие, возникновению побочных реакций, которые снижают степень конверсии аммиака. При дальнейшей эксплуатации пакета и давлении более 2 атм. абс. в контактном аппарате объемная структура сжимается в направлении хода газа с деформацией промежуточных нитей, соединяющих слои, в результате чего открытая для катализа поверхность проволок уменьшается за счет экранирования и перекрытия проволок между собой, что приводит также к снижению степени конверсии аммиака и эффективности использования платиновых металлов.

Наиболее близкой по технической сущности является сетка с третичной структурой для каталитической реакции текучих сред (RU 2827024, опубл. 20.09.2024). Сетка выполнена посредством вязки из проволоки из благородных металлов в два или более слоев с соединением петель отдельных слоев между собой ворсовой нитью или несколькими ворсовыми нитями (протяжками), т.е. по сути является двухфонтурным переплетением. При этом переплетение выполнено с пропусканием отдельных петель так, что как минимум отдельные участки ворсовой нити или ворсовых нитей расположены относительно поверхности сетки под углом в диапазоне от 0 до менее 40 градусов, за счет чего сетка имеет третичную структуру, которая характеризуется наличием рельефоподобной, неплоской топографической поверхности в виде регулярно повторяющихся волн. Сетка с третичной структурой позволяет добиться более высокой скорости реакции.

Описанная структура сетки, выбранная в качестве прототипа, относится к классу неполных переплетений и характеризуется малой прочностью, уменьшенной площадью поверхности проволоки, высоким риском проскока аммиака через пропуски петель в переплетении и, как следствие, низкими эксплуатационными характеристиками, что обусловлено следующим. Формирование рельефной волнообразной поверхности осуществляется путем вязания структуры с пропуском петель. Пропуск петель приводит к повышенному натяжению протяжек в виде проволок, соединяющей соседние петли, которые непосредственно и формируют рельеф поверхности (лицевой и изнаночной стороны сетки). Степень рельефности определяется именно углом расположения протяжек относительно поверхности сетки: чем меньше угол наклона по отношению к поверхности, тем более выпуклой является формируемая волна. При этом чем меньше наклон, тем сильнее натяжение протяжек ввиду большего пропуска петель. Высокая степень рельефности сетки приводит с одной стороны к большой удельной площади поверхности (а значит и к высокой скорости реакции), но с другой стороны большое натяжение протяжек приводит к их разрыву как в процессе вязания на вязальной машине вследствие избыточных напряжений при оттяжке и формировании петель, так и при эксплуатации катализаторной сетки в контактном аппарате под воздействием давления газового напора и пульсаций. Кроме того, повышенной обрывности протяжек способствует крайне малая упругость металлической проволоки, а также высокое трение проволоки о петлеобразующие элементы вязальной машины. В итоге в полотне сетки образуются разрывы проволок в виде дырок в количестве, зависящем от раппорта переплетения: чем длиннее протяжки в одном ряду и чем чаще повторяются такие ряды, тем больше дыр. Разрыв протяжек приводит к увеличению механических потерь (потери платиноидов), снижению общей поверхности проволоки, к увеличению проскока аммиака и к снижению степени конверсии и, следовательно, снижению производительности катализаторный сеток. Также пропуск петель приводит к уменьшению общей площади поверхности проволоки в сетке и, как следствие к снижению степени конверсии аммиака.

Использование переплетений с относительно короткими протяжками не исключает проблему разрыва проволоки с сохранением неоднородности структуры из-за пропуска петель, что приводит к снижению удельной поверхности сетки и, как следствие к уменьшению степени конверсии аммиака и увеличению проскока аммиака через разрывы проволок и пропущенные петли в структуре плетения.

Раскрытие изобретения

Технической проблемой является создание эффективной и прочной катализаторной сетки с высокой площадью поверхности проволоки, имеющей большой эксплуатационный ресурс и обеспечивающей возможность варьирования конверсии аммиака в зависимости от места ее установки в пакете из катализаторных сеток.

Технический результат заявленной группы изобретений заключается в увеличении механической прочности сетки и площади поверхности проволоки при одновременном снижении потерь платиноидов и сохранении на высоком уровне степени конверсии аммиака в течение всего пробега, т.е. средней степени конверсии за пробег.

Технический результат достигается первым вариантом катализаторной сетки, выполненной двухфонтурным переплетением из металлической проволоки, в которой согласно изобретению, выполнено переплетение, комбинированное чередующимися участками из рядов, связанных первым переплетением и вторым переплетением, при этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000, при этом проволока выполнена из сплавов на основе платины, преимущественно из платинородиевого сплава или сплавов платины с содержанием палладия и родия.

В частных случаях реализации первого варианта катализаторной сетки:

первое переплетение представляет собой 4-х ластик (фиг.3), а второе переплетение представляет собой 3-х ластик (фиг.2), в том числе тип вязки 1+1;

• первое переплетение представляет собой 5-ти ластик (фиг.4), а второе переплетение представляет собой 4-х ластик (фиг.3), в том числе тип вязки 1+1;

• первое переплетение представляет собой производный 5-ти ластик (фиг.4), а второе переплетение представляет собой 3-х ластик (фиг.2), в том числе тип вязки 1+1;

• чередующиеся участки из рядов связаны из трех и более различных полных переплетений, в том числе первое переплетение представляет собой производный 5-ти ластик (фиг.4), второе переплетение представляет собой 4-х ластик, а третье переплетение - 3-х ластик.

Технический результат достигается также вторым вариантом катализаторной сетки, выполненной двухфонтурным переплетением из металлической проволоки, которое согласно изобретению выполнено чередованием участков в виде рядов, связанных из проволоки диаметром d₁ и проволоки диаметром d₂, при этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000, при этом проволока выполнена из сплавов на основе платины, преимущественно из платинородиевого сплава или сплавов платины с содержанием палладия и родия.

В частных случаях реализации второго варианта катализаторной сетки:

• соотношение диаметров проволок лежит в диапазоне от 1:1,04 до 1:3;

• диаметр проволок составляет 0,040-0,150 мм.

Технический результат достигается также третьим вариантом катализаторной сетки, выполненной двухфонтурным переплетением из металлической проволоки, в которой согласно изобретению, переплетение выполнено комбинированным из чередующихся участков из рядов, связанных из одной проволоки, и связанных платированным переплетением из двух и более проволок, при этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000, при этом проволока выполнена из сплавов на основе платины, преимущественно из платинородиевого сплава или сплавов платины с содержанием палладия и родия.

В частных случаях реализации третьего варианта катализаторной сетки:

• переплетение выполнено из проволоки диаметром d₁, а платированное переплетение выполнено из проволоки диаметром d₂ и d₃, где грунтовые петли выполнены из проволоки диаметром d₂, а платировочные петли выполнены из проволоки диаметром d₃;

• выполнена из проволоки, где d₁= d₂, при этом d₃ меньше или равно d₂;

• в качестве переплетения, связанного из одной проволоки, и платированного переплетения использован производный ластик.

Технический результат достигается также четвертым вариантом катализаторной сетки, выполненной двухфонтурным переплетением из металлической проволоки, в которой согласно изобретению, выполнено переплетение, комбинированное чередующимися участками из рядов, связанных из проволоки двойного платинородиевого сплава, преимущественно из сплава ПлРд 95-5, и проволоки из тройного платинопалладийродиевого сплава, преимущественно из сплава ПлПдРд 81-16-3, при этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000.

Авторами проведены экспериментальные исследования различных видов переплетений и их комбинаций с учетом сочетаний проволоки из различных сплавов и диаметров и выявлены структуры с одновременно высокой прочностью и площадью поверхности проволоки, с низкими потерями платиноидов, оптимальным вложением платиновых металлов в сетку и высокой средней степенью конверсии аммиака в течение всего пробега. Установлено, что формирование структуры с участками более плотной и менее плотной структуры создает такой ритм повторения, который обеспечивает, с одной стороны, значительную механическую прочность при оптимальном вложении платиновых металлов в сетку, а с другой - сохраняет высокую конверсию аммиака в течение всего пробега. Прочность сетки определяется как структурой ее переплетения (видом переплетения и плотностью вязания), так и сплавом и диаметром проволоки, из которой она связана, что в совокупности определяет поверхностную (пространственную) плотность полотна. Площадь поверхности проволоки также определяется структурой сетки и диаметром проволоки.

Степень конверсии в свою очередь зависит от площади поверхности сетки, на которой проходит реакция. Однако увеличение плотности вязания не всегда приводит, как может показаться, к увеличению конверсии, а наоборот может способствовать ее снижению, поскольку участки проволок могут накладываться друг на друга или пересекаться между собой, образуя теневые области, не доступные для поверхностной реакции окисления аммиака, также повышенная плотность вязания может приводить к перерасходу платиновых металлов в сетках. Высокая плотность вязания негативно сказывается и на прочности полотна: происходит сброс петель, обрыв проволоки в процессе вязания на машине, а также обрыв и осыпание фрагментов проволоки сетки при эксплуатации в контактном аппарате при динамическом давлении газа и пульсаций. При вязании полотна пониженной плотности получается редкая сетка с большими ячейками, через которые происходит проскок аммиака и, как следствие снижение степени конверсии. При этом структура с пониженной плотностью не обеспечивает требуемую прочность катализаторной сетки, что приводит к повышенным механическим потерям платиноидов и, как следствие к уменьшению срока службы сетки. Авторами же установлено, что высокая прочность и оптимальное вложение платиновых металлов в сетке при высокой степени конверсии могут быть обеспечены комбинированием участков сетки с разной плотностью вязания. При этом плотность вязания может варьироваться как видом переплетений, так и толщиной используемых проволок, а также комбинацией из проволок из разных сплавов.

Краткое описание чертежей

Изобретение иллюстрируется изображениями:

Фиг.1 - графическая запись структуры плетения катализаторной сетки по первому варианту (частный случай исполнения) с чередующимися участками, связанными первым переплетением (4-х ластиком 1+1) и вторым переплетением (3-х ластиком 1+1, где I, II, III, i-1, i - ряды, а n₁ - высота участка первого переплетения, сформированная I, II, III рядами, n₂ - высота участка второго переплетения, сформированная рядами i-1, i;

Фиг.2 - графическая запись структуры плетения 3-х ластик типа 1+1;

Фиг.3 - графическая запись структуры плетения 4-х ластик типа 1+1;

Фиг.4 - графическая запись структуры плетения 5-ти ластик типа 1+1;

Фиг.5 - фото катализаторной сетки со структурой, изображённой на фиг.1;

Фиг.6 - графическая запись структуры катализаторной сетки по второму варианту (частный случай исполнения) с чередующимися участками в виде рядов, связанных из проволоки диаметром d₁ и проволоки диаметром d₂, где первый участок связан из проволоки d₁ M число рядов, а второй участок связан из проволоки d₂ N число рядов;

Фиг.7 - графическая запись структуры катализаторной сетки по третьему варианту (частный случай исполнения) с чередующимися участками из рядов, связанных из одной проволоки, и связанных из двух проволок (платированное переплетение), где первый участок связан из проволоки d₁ M число рядов, а второй участок связан из проволок d₂ и d₃ N число рядов.

Приведенные на рисунках случаи исполнения каждого из вариантов каталитической сетки являются предпочтительными, но не ограничиваются ими. В зависимости от требуемых эксплуатационных характеристик (используемого сырья (толщины и химического состава проволоки), места установки сетки в катализаторном пакете, условиях и режимах работы каталитической установки) могут быть реализованы отличные от приведенных примеров варианты реализации сеток.

Осуществление изобретения

Для целей однозначности и точности понимания сущности изобретения приведены термины, используемые в данной заявке, которые следует понимать таким образом:

• полное переплетение - это переплетение, в структуре которого не пропущены петельные столбики.

• неполное переплетение - это переплетение, в структуре которого пропущены петельные столбики, полученные за счёт выключения из работы некоторых игл.

• производный ластик - это сочетание двух и более ластиков, ввязанных друг в друга таким образом, что в промежутках между петельными столбиками одного ластика размещаются петельные столбики другого ластика.

• n-ластик - это сочетание ластиков в количестве n штук, например 2-х ластик - это сочетание двух ластиков, 3-х ластик - трех ластиков и т.д.

• тип ластика 1+1 - показывает чередование идущих подряд лицевых и изнаночных столбиков, где первая цифра обозначает число лицевых столбиков, вторая цифра - число изнаночных столбиков.

• платированное переплетение - это переплетение, которое образуется путем прокладывания на иглы одновременно двух и более проволок (грунтовая и платировочные).

• ритм в трикотаже - это закономерное последовательное чередование элементов переплетений и интервалов между ними.

Катализаторная сетка может быть связана на любой кулирной машине любого класса из проволоки, выполненной на основе сплавов драгоценных металлов.

По первому варианту катализаторная сетка представляет собой полотно из металлической проволоки, при этом полотно выполнено двухфонтурным комбинированным переплетением из чередующихся участков в виде участков разной высоты и разных переплетений. Первый участок выполнен первым переплетением, а второй участок выполнен вторым переплетением. При этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000. На фиг.2-4 представлена графическая запись различных структур плетения производный ластик типа 1+1, используемых поочередно для определенных участков. На фиг.1 представлена графическая запись частного случая исполнения структуры плетения катализаторной сетки с чередующимися участками первого переплетения, связанного 3-х ластиком 1+1 и второго переплетения, связанного 4-х ластиком 1+1. Для наглядности на фиг.5 приведена фото катализаторной сетки со структурой, изображённой на фиг.1.

В таблицах 1-4 приведены примеры реализации сеток в условиях эксплуатации в диапазоне температур 790-820°С при абсолютном давлении в интервале 1-1,02 атм. в течение 7500-8000 часов.

В таблице 1 приведены пример реализации сетки по первому варианту изобретения.

Таблица 1 - Примеры реализации сетки по первому варианту

Номер примера 1.1 1.1 прототип 1.2 1.3 1.4 1.5 1.5 Марка сплава проволоки ПлРд 95-5 Диаметр проволоки, мм 0,085 Первое переплетение 4-х ластик 1+1 Неполный 4-х ластик 1+1 4-х ластик 1+1 5-ти ластик 1+1 3-х ластик 1+1 4-х ластик 1+1 Высота первого участка, мм 9,2 9,2 1,4 1,5 4,4 8,1 7,0 Второе переплетение 3-х ластик 1+1 Неполный 3-х ластик 1+1 3-х ластик 1+1 4-х ластик 1+1 3-х ластик 1+1 Высота второго участка, мм 9,2 9,2 12,2 4533,6 426,2 4051,3 125,2 Третье переплетение - - - - - - 5-ти ластик 1+1 Высота третьего участка, мм - - - - - - 7,0 Соотношение высот смежных участков 1:1 1:1 1:9 1:3000 1:96 1:500 1:18:1 Разрывное усилие на 1 мм ширины образца, Н/мм 4,88 3,25 3,51 3,13 5,94 5,85 3,42 Площадь поверхности проволоки, м²/м² 2,00 1,31 1,64 1,50 2,07 2,04 1,58 Убыль массы сетки (потери металла, из которого она изготовлена), % 7-10 11-13 7-10 Степень конверсии, % 95,5-97,5 92,8-94,2 95,5-97,5

При выполнении сеток по первому варианту изобретения со структурой, идентичной примерам, приведенным в таблице 1, но из проволоки других марок сплавов (ПлРд 92,5-7,5, ПлРд 90-10, ПлПдРд 81-16-3; ПлПдРд 95-5-5), наблюдаются характеристики такого же порядка (с отклонением ±10% от указанных в таблице значений разрывных усилий, потерь металла сетки и степени конверсии).

По второму варианту катализаторная сетка представляет собой полотно из металлической проволоки, при этом полотно выполнено двухфонтурным комбинированным переплетением из чередующихся участков. Эти участки могут быть выполнены одинаковыми переплетениями. Первый участок выполнен из проволоки диаметром d₁, а второй участок выполнен из проволоки диаметром d₂. При этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000.

На фиг.6 представлена графическая запись структуры катализаторной сетки по второму варианту, где первый и второй участки связаны одним переплетением 4-х ластик типа 1+1, но из разных диаметров проволок.

В таблице 2 приведены пример реализации сетки по второму варианту изобретения.

Таблица 2 - Примеры реализации сетки по второму варианту

Номер примера 2.1 2.1 прототип 2.2 2.3 2.4 Марка сплава проволоки ПлРд 95-5 Первое переплетение 4-х ластик 1+1 Неполный 4-х ластик 1+1 4-х ластик 1+1 Диаметр проволоки d₁ первого участка, мм 0,070 0,050 0,085 0,085 Высота первого участка, мм 8,1 Второе переплетение Производный ластик 1+3 Производный ластик 1+3 Производный ластик 1+3 Производный ластик 1+3 Производный ластик 1+3 Диаметр проволоки d₂ второго участка, мм 0,085 0,150 0,082 0,092 Высота второго участка, мм 8,1 810,0 24300,0 Соотношение высот смежных участков 1:1 1:1 1:10 1:100 1:3000 Разрывное усилие на 1 мм ширины образца, Н/мм 4,91 2,83 16,77 5,45 6,86 Площадь поверхности проволоки, м²/м² 1,86 1,05 3,38 1,97 2,21 Убыль массы сетки (потери металла, из которого она изготовлена), % 8-11 12-14 8-11 Степень конверсии, % 95,5-97,5 92,8-94,2 95,5-97,5

При выполнении сеток по второму варианту изобретения со структурой, идентичной примерам, приведенным в таблице 2, но из проволоки других марок сплавов (ПлРд 92,5-7,5, ПлРд 90-10, ПлПдРд 81-16-3; ПлПдРд 95-5-5), наблюдаются характеристики такого же порядка (с отклонением ±10% от указанных в таблице значений разрывных усилий, потерь металла сетки и степени конверсии).

По третьему варианту катализаторная сетка представляет собой полотно из металлической проволоки, при этом полотно выполнено двухфонтурным комбинированным переплетением из чередующихся участков из рядов, связанных из одной проволоки, и связанных платированным переплетением из двух и более проволок. Эти участки могут быть выполнены одинаковыми переплетениями. Первый участок связан из одной проволоки, а второй участок связан платированным переплетением из двух проволок. Общее количество участков в сетке составляет не менее от 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000.

В зависимости от эксплуатационных требований возможно использование проволоки разных или одинаковых диаметров для переплетений, связанных из одной или из двух проволок (грунтовой и платировочной петель). Для вязания переплетений из одной проволоки и из двух проволок может быть использован любой, например, 4-х ластик типа 1+1. Проволока может быть выполнена из сплавов, обеспечивающих высокую каталитическую активность (например, платинородиевые сплавы).

На Фиг.7 представлена графическая запись структуры катализаторной сетки по третьему варианту с чередующимися участками из рядов, связанных из одной проволоки, и связанных из двух проволок.

В таблице 3 приведены примеры реализации сетки по третьему варианту изобретения.

Таблица 3 - Примеры реализации сетки по третьему варианту

Номер примера 3.1 3.1 прототип 3.2 3.3 3.4 Марка сплава проволоки ПлРд 95-5 Первое переплетение 4-х ластик 1+1 Неполный 4-х ластик 1+1 4-х ластик 1+1 Диаметр проволоки d₁ первого участка, мм 0,085 0,076 0,060 0,120 Высота первого участка, мм 8,1 Второе переплетение 4-х ластик 1+1 Неполный 4-х ластик 1+1 4-х ластик 1+1 Диаметр проволоки d₂ второго участка, мм 0,050 0,076 0,060 0,075 Диаметр проволоки d₃ второго участка, мм 0,060 0,040 0,060 0,050 Высота второго участка, мм 8,1 810,0 24300,0 Соотношение высот смежных участков 1:1 1:1 1:10 1:100 1:3000 Разрывное усилие на 1 мм ширины образца, Н/мм 5,40 2,65 5,86 5,81 6,59 Площадь поверхности проволоки, м²/м² 1,96 0,96 2,04 2,03 2,17 Убыль массы сетки (потери металла, из которого она изготовлена), % 8-12 13-15 8-12 Степень конверсии, % 95,5-97,5 92,8-94,2 95,5-97,5

При выполнении сеток по третьему варианту изобретения со структурой, идентичной примерам, приведенным в таблице 3, но из проволоки других марок сплавов (ПлРд 92,5-7,5, ПлРд 90-10, ПлПдРд 81-16-3; ПлПдРд 95-5-5), наблюдаются характеристики такого же порядка (с отклонением ±10% от указанных в таблице значений разрывных усилий, потерь металла сетки и степени конверсии).

По четвертому варианту катализаторная сетка представляет собой полотно из металлической проволоки, при этом полотно выполнено двухфонтурным комбинированным переплетением из чередующихся участков. Эти участки могут быть выполнены одинаковыми переплетениями. Первый участок выполнен из проволоки сплава ПлРд 95-5, а второй участок выполнен из проволоки сплава ПлПдРд 81-16-3. При этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000.

В таблице 4 приведены пример реализации сетки по второму варианту изобретения.

Таблица 4 - Примеры реализации сетки по четвертому варианту

Номер примера 4.1 4.1 прототип 4.2 4.3 4.4 Диаметр проволоки, мм 0,085 Первое переплетение 4-х ластик 1+1 Неполный 4-х ластик 1+1 4-х ластик 1+1 Марка сплава проволоки ПлРд 95-5 Высота первого участка, мм 8,1 Второе переплетение 4-х ластик 1+1 Неполный 4-х ластик 1+1 4-х ластик 1+1 Марка сплава проволоки ПлПдРд 81-16-3 Высота второго участка, мм 8,1 810,0 24300,0 Соотношение высот смежных участков 1:1 1:1 1:10 1:100 1:3000 Разрывное усилие на 1 мм ширины образца, Н/мм 6,06 5,03 6,23 6,26 6,27 Площадь поверхности проволоки, м²/м² 2,04 1,69 2,04 2,04 2,04 Убыль массы сетки (потери металла, из которого она изготовлена), % 6-10 11-13 6-10 Степень конверсии, % 95,5-97,5 92,8-94,2 95,5-97,5

Таким образом, заявленная группа изобретение обеспечивает получение эффективной и прочной катализаторной сетки с высокой площадью поверхности проволоки, имеющей большой эксплуатационный ресурс и обеспечивающей возможность варьирования конверсии аммиака в зависимости от места ее установки в катализаторном пакете, за счет увеличения механической прочности сетки при одновременном повышении конверсии аммиака.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к устройству каталитического окисления аммиака на газопроницаемых проволочных металлических сетках. Катализаторная сетка выполнена двухфонтурным переплетением из металлической проволоки комбинированными чередующимися участками из рядов, связанных первым переплетением и вторым переплетением. При этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000, при этом проволока выполнена из сплавов на основе платины. Предложены также варианты катализаторной сетки. Технический результат заявленной группы изобретений заключается в увеличении механической прочности сетки и площади поверхности проволоки при одновременном снижении потерь платиноидов и сохранении на высоком уровне степени конверсии аммиака в течение всего пробега. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил., 4 табл.

1. Катализаторная сетка, выполненная двухфонтурным переплетением из металлической проволоки, отличающаяся тем, что переплетение выполнено комбинированным чередующимися участками из рядов, связанных первым переплетением и вторым переплетением, при этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000, при этом проволока выполнена из сплавов на основе платины, преимущественно из платинородиевого сплава или сплавов платины с содержанием палладия и родия.

2. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что первое переплетение представляет собой 4-х ластик, а второе переплетение представляет собой 3-х ластик.

3. Сетка по п.2, отличающаяся тем, что переплетения 4-х ластик и 3-х ластик имеют тип вязки 1+1.

4. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что первое переплетение представляет собой 5-ти ластик, а второе переплетение представляет собой 4-х ластик.

5. Сетка по п.4, отличающаяся тем, что переплетения 5-ти ластик и 4-х ластик имеют тип вязки 1+1.

6. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что первое переплетение представляет собой производный 5-ти ластик, а второе переплетение представляет собой 3-х ластик.

7. Сетка по п.6, отличающаяся тем, что 5-ти ластик и 3-х ластик имеют тип вязки 1+1.

8. Сетка по п.1, отличающаяся тем, что чередующиеся участки из рядов связаны из трех и более различных полных переплетений.

9. Сетка по п.8, отличающаяся тем, что первое переплетение представляет собой производный 5-ти ластик, второе переплетение представляет собой 4-х ластик, а третье переплетение - 3-х ластик.

10. Сетка по п.9, отличающаяся тем, что 5-ти ластик, 4-х и 3-х ластик имеют тип вязки 1+1.

11. Катализаторная сетка, выполненная двухфонтурным переплетением из металлической проволоки, отличающаяся тем, что выполнена из чередующихся участков из рядов, связанных из проволоки диаметром d₁ и проволоки диаметром d₂, при этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000, при этом проволока выполнена из сплавов на основе платины, преимущественно из платинородиевого сплава или сплавов платины с содержанием палладия и родия.

12. Сетка по п.11, отличающаяся тем, что соотношение диаметров проволок лежит в диапазоне от 1:1,04 до 1:3.

13. Сетка по п.11, отличающаяся тем, что диаметр проволок составляет 0,040-0,150 мм.

14. Катализаторная сетка, выполненная двухфонтурным переплетением из металлической проволоки, отличающаяся тем, что переплетение выполнено комбинированным из чередующихся участков из рядов, связанных из одной проволоки и связанных платированным переплетением из двух и более проволок, при этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000, при этом проволока выполнена из сплавов на основе платины, преимущественно из платинородиевого сплава или сплавов платины с содержанием палладия и родия.

15. Сетка по п.14, отличающаяся тем, что переплетение выполнено из проволоки диаметром d₁, а платированное переплетение выполнено из проволоки диаметром d₂ и d₃, где грунтовые петли выполнены из проволоки диаметром d₂, а платировочные петли выполнены из проволоки диаметром d₃.

16. Сетка по п.14, отличающаяся тем, что выполнена из проволоки, где d₁= d₂, при этом d₃ меньше или равно d₂.

17. Сетка по п.14, отличающаяся тем, что в качестве переплетения, связанного из одной проволоки, и платированного переплетения использован производный ластик.

18. Катализаторная сетка, выполненная двухфонтурным переплетением из металлической проволоки, отличающаяся тем, что переплетение выполнено комбинированным чередующимися участками из рядов, связанных из проволоки двойного платинородиевого сплава, преимущественно из сплава ПлРд 95-5, и проволоки из тройного платинопалладийродиевого сплава, преимущественно из сплава ПлПдРд 81-16-3, при этом общее количество участков в сетке составляет не менее 2, а соотношение высот смежных участков лежит в диапазоне от 1:1 до 1:3000.