铂回收装置的制作方法

本实用新型涉及铂回收装置，特别是在硝酸生产过程中用来对作为催化剂而被消耗掉的金属铂进行回收的回收装置。

背景技术：

硝酸(HNO₃)是制备化肥、炸药、人造纤维和其他化工产品的重要原材料。现代工业制备硝酸的方法是1908年W.Ostwald发明的氨氧化法。它是把按照一定比例混合的空气和氨的混合物通过灼热(760～840℃)的氧化催化剂铂铑合金网，使氨被氧化成一氧化氮(NO)，反应后残余的氧气继续把一氧化氮氧化为二氧化氮(NO₂)，二氧化氮被通入水中制取硝酸。氨氧化生成硝酸的反应式如下：

4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O (1)

2NO+O₂→2NO₂ (2)

2NO₂+H₂O→2HNO₃ (3)

在上述氨氧化生成氮氧化物的反应中，所使用的催化剂是由金属Pt丝或者Pt－Rh合金丝编织成的催化网。催化网会因Pt的损耗而渐趋报废。

催化网上Pt的损失是由多种原因造成的，除了催化网的装拆清洗等原因外，最主要的就是Pt的挥发性损失。催化网在高温强氧化气氛下工作时，会生成铂金属蒸气和挥发性氧化物PtO₂。在此过程中，挥发性氧化物PtO₂少部分被还原成金属铂并沉积于催化网丝材表面，形成“笼状物”，大部分的挥发性PtO₂被气流载走而形成铂金属的损耗。铂金属蒸气的大部分则会在适宜的温度压力下形成离散的固体颗粒。当前，国内硝酸总产量约计1000万吨，由此产生的铂耗约计700kg。铂耗在生产成本中占据了较大的比重。

对离散的铂固体颗粒和挥发损失的铂予以回收处理有利于降低生产成本。常用的铂回收方法包括炉灰回收法、过滤回收法、捕集网回收法。其中，过滤回收法是在催化网下方的适当距离布设过滤器，通过玻璃棉、陶瓷和大理石碎片的滤过、吸附作用来吸收挥发性的氧化物PtO₂，同时捕集和保留离散的铂颗粒，以达到回收金属铂的目的。这种回收方式，一般仅能实现铂耗量18％的较低回收率。中国专利CN202226897U号《铂回收装置》一文公开了一种回收铂的装置，其回收率达到了30％。

技术实现要素：

针对上述现有技术中铂回收率较低且操作复杂的问题，本实用新型目的在于提供一种铂回收装置。该装置结构简单，铂回收率高。

为实现上述目的，本实用新型开发了一种铂回收装置。它包括外筒、支架和滤过器。外筒具有中空的容纳腔。支架固定于容纳腔中。滤过器固定于支架上并位于容纳腔中。外筒具有分别连通容纳腔和外部环境的允许流体通过的入口和出口。由外部环境经入口通入容纳腔的流体穿过滤过器后再经出口流向外部环境。流体通入入口的方向与流体流出出口的方向相互保持垂直。沿着流体通入入口的方向，容纳腔与入口相对的一侧由可开启或关闭的端门封闭。

前述铂回收装置，其滤过器的数量为七个。

前述铂回收装置，在与流体通入入口的方向相互垂直的截面上，七个滤过器中的一个位于容纳腔的中心位置，其余六个相对于中心位置呈对称分布。

本实用新型铂回收装置针对现有技术中铂回收率较低和操作复杂的问题，对流体进出口布局进行重新设计，将流体进出口分设于相互垂直的两个方向上，并且把容纳腔沿着流体通入入口的方向与入口相对的一侧设计成可在含铂流体流动过程中处于关闭状态而在收集滤过器时处于开启状态的活动封闭形式。在此构造下，当滤过器蓄满含铂物质时，工作人员只需打开端门即可方便地取出滤过器，这有助于简化工作环节，降低劳动强度。同时，额外增设滤过器的数量可以有效提高贵金属铂的回收率，本实用新型铂回收装置可达到38％的铂回收率。

附图说明

图1本实用新型铂回收装置纵切面剖视图。

图2本实用新型铂回收装置横截面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型铂回收装置。

参见图1、2，分别示出了本实用新型铂回收装置在纵向和横向两个方向上的切面或截面剖视图。

该回收装置100的主要构成部件包括外筒101、支架102和七个滤过器103。

外筒101的外观呈现为圆柱筒形状，其内部设置有中空的容纳腔104。容纳腔104的几何形状为圆柱形的腔体。外筒101沿自身轴向的两端分别由盖体105和端门106覆盖，进而使容纳腔104形成同外界隔绝的腔体。盖体105和端门106的外形都因应于外筒101的形状而略呈现为半球形状。在盖体105上开设了连通容纳腔104和外部环境的入口107。在外筒101的圆柱筒筒壁上开设了连通容纳腔104和外部环境的出口108。入口107基本位于盖体105沿外筒101径向的中部。出口108贯通外筒101的圆柱筒筒壁。入口107和出口108均允许流体例如气流从其中通过。裹挟有含铂物质的气流通入入口107的方向与经滤过器103过滤后的气流流出出口108的方向相互保持垂直。端门106与外筒101之间采用螺栓或者铰链连接，进而使端门106与外筒101之间形成可相互开启或关闭的状态，从而实现在含铂流体流动过程中端门106与外筒101之间处于关闭的状态，或者在收取滤过器103时端门106与外筒101之间处于开启的状态，进而简便有效地收集滤过器103，最终回收贵金属铂。

支架102的两端分别固定于容纳腔104沿自身轴向的两端附近。

七个滤过器103具有相同的构造，本实施方式中仅以其中一个为描述对象。滤过器103的形状呈现为圆柱筒形状，它整体位于容纳腔104内部，它由过滤架109和过滤层110构成。过滤层110由玻璃纤维毡构成，它包覆于圆柱筒形状的过滤架109的圆柱形外壁上。玻璃纤维毡中的玻璃纤维的直径取值范围达到微米数量级，且越细越好。容纳腔104介于过滤层110之外的部分直接同出口108保持连通。过滤架109的圆柱壁上开设有相对于该圆柱壁内外贯通的若干通孔111，使过滤架109的内腔可以连通过滤层110，或者说使过滤架109内腔中的流体可以直接触及过滤层110。滤过器103沿自身轴向的两端分别固定于支架102沿容纳腔104轴向的两端上，整个滤过器103位于容纳腔104内部。滤过器103沿自身轴向朝着入口107的一端处于敞开状态，该敞开状态通过在支架102上开设流入口112来获得。滤过器103沿自身轴向背对入口107的一端处于封闭状态。由此，容纳腔104由滤过器103分隔成介于入口107一侧和介于出口108一侧的两个中空的部分，这两个中空的部分经由滤过器103的滤过作用而得以连通，进而从外部环境经入口107通入容纳腔104的气态流体，例如裹挟有铂颗粒或含有挥发性铂氧化物的气流只有穿过滤过器103之后，才能经出口108流向外部环境。气态流体的行进路线如图1中虚线实心箭头a所示。

在容纳腔104所呈现的圆柱形腔体的横截面上，七个滤过器103中的一个位于该圆柱形腔体的中心位置，其余六个相对于此中心位置呈对称分布。