Способ розжига платиноидных катлизаторных сеток аппаратов окисления аммиака Советский патент 1981 года по МПК B01J8/04 

(54) СПОСОБ РОЗЖИГА ПЛАТИНОИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРНЫХ СЕТОК АППАРАТОВ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА

1

Изобретение относится к способам розжига платиноидных каталиэаторных сеток аппаратов окисления аммиака и может использоваться в азотной про- j мышленности.

Известен способ розжига платиноидных катализаторных сеток аппарата окисления аммиака, в котором в аппарат подают под рабочим давлением JQ кислородсодержащий газ из трубного пространства теплообменника. Этот газ участвует в процессе гомогенного сгорания горючего газа под катализаторными сетками. Продукты сгорания направляют в межтрубное пространство Э теплообменника для нагревания свежего кислородсодержащего газа,идущего в трубном пространстве. Процесс ведут до повышения температуры сеток до 600-7000С«. После этого подачу го- « рйчего газа под-кат кзато ные сетки прекращают и в трубное пространство теплообменника подают смесь реагентов аммиак-кислородсодержащий газ 1. „

Недостаток этого способа заключается в необходимости дополнительного теплообменника и коммуникаций, связывающих его с аппаратом окисления аммиака, что увеличивает капитальные 30

затраты на агрегат азотной кислоты t в целом.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ розжига платиноидных катализаторных сеток аппаратов окисления аммиака, включающий подачу газовой смеси на катализаторные сетки. В этом спо-г. собе на катализаторные сетки подают смесь продуктов сгорания водорода в кислородсодержсццем газе. После нагрева (атализаторных сеток продуктами сгорания водорода в аппарат начинают подавать смесь реагентов аммиак кислородсодержащий газ, которые вступают в реакцию на нагретой поверхности платиноидных катализаторных сеток и. начинается процесс их розжига,протекающий aBTOTepMri4Hor2J.

Недостатком известного способа является возникновение реакции окисления аммиака не на всей площади катализаторных сеток, а на отдельных ее участках, что вызывает существенные потери аммиака в период розжига, когда реакция самопроизвольно распространяется по площсши каталнзаторных сеток и некоторая часть аммиака, не реагируя с кислородом, проходит

(лсвозь неразоженную часть площади сеток. Повышенное содержание с1ммиака в нитрозных газах в пусковой период приводит к образованию нитритнитратных солей аммония, которые осаждаютс в коммуникациях и аппаратах, следующих в агрегате азотной кислоты за аппаратом окисления аммиака. Указанное явление вызывает повышение газодинамического сопротивления труво проводов и аппаратов, что равносильно снижению мощности агрегата в целом Известны случаи взрывов отложившихся солей аммонияf надолго выводившие. агрегат из строя. Кроме того, существенный износ катализаторных сеток в период розжига приводит в HeKO торых случаях к прогоранию сеток, обусловленный интенсивной рекомбинацией на платиноидных катализатррных сетках радикалов водорода Н, кислорода О, гидроксила ОН, образующихся в факеле пламени при гомогенном сгорании водорода. При этой рекомбинации сопровождающейся вьзделением большого количества тепла, возникают локальные перегревы платиноидных сеток и повышенный унос сублимированных платиноидов вплоть до полного прогорания отдельных участков сеток. Недостаток известного способа заключается также в необходимости размещения в аппарате окисления аммиака дополнительных приспособлений дл розжига горелки, электрозапала, что усложняет конструкцию аппарата и реализацию способа розжига. Кроме того наличие в аппарате окисления аммиака горелки, расположенной непосредственно над катализаторными сетками, вызывает нарушение равномерности распределения потока реагентов по площади сеток и, следовательно, снижает степень конверсии аммиака.

Цель изобретения - повышение эффективности розжига за счет исключения прогорания сеток и обеспечеиия их равномерного нагрева.

Поставленная цель достигается тем что на платиноидные катализаториые сетки аппарата окисления гилмиака подают смесь водорода с кислородсодержащим газом, при этом концентрацию водорода в смеси поддерживают в пределах 1-3,5 06.-%.

В этих условиях на поверхности катализаторных сеток самопроизвольно возникает экзотермическая гетерогеино-каталитическая реакция окисления водорода до воды, являющаяся, как показали опыты, реакцией-индуктором для реакции окисления аммиака. После обеспечения равномерного по всей площади прогрева сеток в аппарат сразу же подают, сялесь реагентов гилииаккислородсбдерзАащий газ (т.е. в смеситель агрегата азотной кислоты наряду с водородом и кислородсодержащим газом подают аммиак) и на сетках

на всей их площади, практически мгновенно и одновремеиио возникает реакция окисления аммиака. Затем подачу водорода прекргицают. Количество образующихся в период розжига иитритнитратных солей гшмония не превышает их количества при стационарном режиме работы аппарата. Износ сеток предотвращается в виду предотвращения образования радикалов Н, О , ОН и их рекомбинации иа сетках. Уменьшается температура иагрева сеток, так как в предлагаемом способе отсутствует факел водо родного пламени с температурой около и возникает возможность регулирования этой температуры путём изменения концентрации водорода в смеси его с кислородсодержгшим газом, подаваемой на сетки. ДбполиИтельиых устройств для розжига н6 нужно, так как в предлагаемом бпособе используется существующее оборудование агрегата азотной кислоты смеситель аммиака с кислородсодержащим газом и коммуникации, связыв ающие этот смеситель с аппаратом окисления аммиака.

Пример. Испытания проводят в аппарате окисления акв 1иака с корпусом прямоугольного сечения ЮОх 10 мм. В качестве катализатора используют стандартную платиноидную сетку, устаиовленную в поперечном сечении корпуса аппарата. Нагретый кислородсодержащий газ ,- воздух и водород из балона при атмосферном давлении предварительно смешивают в смесителе, получая смесь с концентрацией 1 об.% водорода и температурой 14025О С. Из смесителя смесь подают на катализатэрные сетки аппарата ЪкИсления аммиака, на которых самопроизвольно возникает гетерогенно-каталитическая реакция окисления водорода до воды. После обеспечения равномериого по всей площади прогрева сеток в смеситель наряду с водородом и кислородсодержащим газом направляют амлчак и смесь с концентрацией аммиака 1-12 об.% подают на катализаторные сетки. На всей площади сеток практически Мгиовенж и одиовременно возиикает реаМция окисления аммиака, что можно визуально наблюдать при соответствующих концентрациях аммиака по одиовременному возиикновению свечения всех участков площади сеток. Далее подачу водорода в смеситель прекращают, и аппарат окисления аммиака выводят иа стационарный режим.

В другом варианте реализации предлагаемого способа испытания проводят аиалогичио, ио с той разницей, что иа выходе из смесителя получают смесь кислородсодержащего газа и водорода с коицентрацией последнего 3,5 06.%. Формула изобретения

Способ розжига платиноидных катализаториых сеток аппаратов окисления

58 89056

аммиака, включающий подачу газовойцемтрацию водорода в смеси поддеожисмеси на катализаторные сетки, о т -вают в пределах 1-3,5 об.%. ли чающийся тем, чтб, с целью Источники информации,

повшоения эффективности способа запринятые во внимание при экспертизе счет исключения прогорания сеток и 1. Патент США 2185607,

обеспечения их равномерного нагрева, jкл. 23-162, 1940. на сетки подают смесь водорода с кис- 2. Заявка ФРГ 2326884

лородсрдержащим газом, при этом кои-кл. 12 i 21/26, 1974.