鉑銠網

280 4NH3 4NH3

概述

用於氨氧化反應的經編鉑銠網催化劑新型經編鉑銠網具有接觸面積大、銠損失量小、鉑損耗低、使用壽命長、機械強度大等特點,取代平編鉑銠網催化氨氧化反應,使氨空比增大,硝酸生產能力提高,且消耗少,成本低,安裝檢修方便,經濟效益良好。
硝酸產工藝,其生產方法是在鉑銠合金網的催化作用下,用含氨量99. 9%的氨氣和壓縮空氣按一定比例混合,在850 ~ 870℃、0. 38 ~ 0. 4 Mpa 下燃燒,反應生成一氧化氮,一氧化氮在剩餘氧和補充的二次空氣作用下,進一步氧化生成二氧化氮,用脫鹽水吸收二氧化氮獲得濃度為65%的硝酸。其中氨氧化生成一氧化氮的反應方程式如下:
4NH3 + 5O2 = 6NO + 6H2O + 907 280 J (1)
4NH3 + 4O2 = 2O2 + 2N2O + 6H2O + 1 104 900 J (2 )
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O + 1 269 019 J (3 )
反應式(1)是生產硝酸所需要的,稱為有利反應,而實際上該反應只有在一定溫度、壓力條件下,且有催化劑存在時才能進行。因此在反應條件(溫度、壓力)一定的情況下,催化劑的選擇是加速反應式(1)的進行和抑制副產物生成的關鍵。同時,由於鉑銠網本身屬於貴金屬,催化網的材料費和製作加工費都較高,因此,在保證收率的前提下,鉑銠催化網消耗越低越經濟。

組成

催化網的製作及催化原理是將構成催化劑的成分製成約0. 076 mm 的細絲,然後由專門設備編織成規格與反應器適合的圓形催化劑網,置於反應器內,當反應氣體通過時,與催化網表面充分接觸、反應,達到催化的目的。

經編催化網的特點

(1)接觸面積大,氨氧化效率高。從經編網和平編網結構分析(見圖1、圖2),平編網網絲交叉處形成死角,降低了反應氣體與催化網的接觸面積,而經編網是“三維”立體結構,網絲之間沒有交叉點,增大了活化面積。同時,這種相對鬆散的結構有利於降
低氣體通過催化網時的阻力降。
(2)銠損失量小,催化活性更持久。由於經編網沒有交叉點,燃燒時網表面溫度分布均勻,銠形成的
氧化物比較少。根據試驗室測定的數據結果同樣條件下,經編網形成的銠氧化物比平編網
少,催化活性保持時間更長。
(3)鉑損耗低。氨、氧在網表面燃燒過程中,一部分鉑將被燒掉,貴金屬損失量較大,只有在催化過
程中鉑損失少的網才是最經濟的。對比圖4 中的平編網和經編網損耗曲線,經編網的損耗相對較低。
(4)使用壽命長。與平編網相比,經編網壽命較長。因此,一方面,可以減少因換網引起的停車損失,另一方面可減少催化網製造加工費。
(5)機械強度大,檢修安裝方便。從平編、經編網結構分析,經編網伸展性好,而平編網沒有彈性,遇到衝擊力很容易斷裂。

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