专利名称：一种高效氨氧化炉组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及氨氧化生产硝酸和氨还原合成氢氰酸的化学产生过程，尤其涉 及一种高效氨氧化炉组件。
背景技术：
目前硝酸工业所使用的工艺流程为奥斯特瓦尔德(Ostwald)工艺，具体要点
为氨气与空气按一定的比例混合后通过铂基网状催化剂，并在催化剂表面进行氧 化反应，反应温度根据装置的不同在800-95(TC之间，通过以上反应氨气主要被氧 化生成一氧化氮(NO)。 一氧化氮在后续流程中与过量的氧气(02)生成二氧化氮
(N02)，并与纯水反应最终生成硝酸(HN03)。
氢氰酸工业主要有三种不同的工艺流程，本实用新型适用于安德卢梭
(Andrussow)工艺流程，具体要点为空气，甲烷和氨气按一定比例混合后通过 铂合金网状催化剂最终生成氢氰酸(HCN)的过程，催化剂反应温度维持在 1000-1200 。C之间。
在以上生产中，钼合金网状催化剂是必不可缺的重要部分，从铂合金网状催化 剂问世以来就围绕着如何提高转化效率，延长催化剂使用寿命和减少贵金属的挥发 做出了一系列的改进，如专利号97115266.7——《氨氧化用铂基合金及其制得的 高强催化网》，通过改变合金成分对铂合金网状催化剂的改进；专利号 200510048642.X——《氨氧化用铂合金针织催化网》，通过增加合金成分同时改变 编织方法的方式来改进铂合金催化网。
以上的各种技术革新对铂合金网状催化剂的发展起到了推进的作用，但是仍然 不能减少贵金属(有效催化活性成分)在反应过程中的挥发，进而限制了反应效率 的提高，和使用时间/生产成本的降低
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可提高 转化效率、延长催化剂使用时间、减少贵金属流失、降低生产成本的高效氨氧化炉 组件。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现
一种高效氨氧化炉组件，包括压环、催化剂组、捕集网、支撑架，所述的炉体 上部设有供氨气和空气流动通过的内部空间，所述的压环压设在催化剂组上，所述 的催化剂组设在捕集网上，所述的捕集网设在支撑架上，其特征在于，所述的催化 剂组是由多层皱褶状金属丝网叠加构成的网状结构，该催化剂组的边缘呈扁平状。
所述的催化剂组外缘依炉体内壁形状构建，包括圆形或六角形。
所述的催化剂组外缘与炉体内壁紧配合固定。
所述的催化剂组底部设有支撑网，该支撑网呈与催化剂组相对应的铍褶状。
所述的金属丝网为平编或针织结构。
所述的压环压在催化剂组的扁平状边缘上。
与现有技术相比，本实用新型对单位面积催化表面反应强度进行控制，减少因 此而造成贵金属的挥发，进而能够提高转化效率，延长催化剂使用时间，减少贵金 属流失，降低生产成本。
图1是安装本实用新型催化剂组的氨氧化炉的剖视图2是本实用新型催化剂组的剖视结构示意图3是本实用新型催化剂组一实施例的俯视图4是本实用新型催化剂组另一实施例的俯视图5是本实用新型催化剂组再一实施例的侧视示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明。 本实用新型关注于催化剂组的加工和在氧化过程中的反应，尤其是使用在氨氧 化生产硝酸和氨反应生产氢氰酸中。硝酸生产的通常流程是，氨与空气以适合的比 例混合后通过催化剂组，催化剂组一般是网状用以将氨氧化成为一氧化氮。这些通 过催化剂组的气体被冷却并进一步与补充的空气和水来生产硝酸。在这种情况下，催化剂或催化的实体是铂或以铂为基础的合金，最普遍的是铂和铑的合金。这种催
化网为平编/针织结构，比如丝线直径为0.076mm的针织催化网。这种催化网的
丝是由铂合金锭子加工而成再将丝线编织成网。加工这种催化网较为昂贵且耗时，
所以使用中尽可能的延长它的使用时间。在本实用新型之前附图中提到和解释的连 接形式，其中有数个部分，整个催化剂组由一层以上的金属丝网组成，每层都有广
阔的孔状表面，然后彼此之间紧密的固定在一起并加工出非平面的波纹状结构。本 实用新型的催化剂组示意图请参考图1。
见图l，编号IO表示氧化炉或反应釜，12表示供氨和空气流动通过的内部空 间，然后是含有起催化作用的催化剂组14，催化剂组14由一组固定好的多层金属 丝网22组成，表面形成一系列的皱褶状结构28和呈扁平的边缘结构30。催化剂 组14安装在捕集网16的上部，然后底部由金属支撑架20支撑。催化剂组14与捕 集网16紧密安装在一起并用压环18安放在金属丝网22顶部的外缘部分30。因此 反应中气体首先接触催化剂组14然后通过捕集网16和支撑结构20最后经过后续 的工艺过程生成最终的产品。
参考图2，金属丝网22加工成皱褶结构28，这样具有波浪形状的表面从而达 到催化剂组14拥有高效的反应表面，这样对比平面结构的催化网至少是1.6倍的 表面积，通常是在1.6 1.7倍之间。外边缘30是被加工成扁平结构的边，内侧则是 丝网层22彼此安装在一起。这个扁平的边结构同样也起到催化剂组14的安全底座 的作用，它将在压环18的下方(见图1)这样就可以避免气体短路同时避免在反 应过程中产生非预期的副反应而产生副产物。在实践中为了适合于不同尺寸的压 环，这个扁平的外缘通常为10 40mm宽。当然，这个提供的尺寸仅作为一个例子，
这完全取决于催化剂组在安装中的要求所决定的。
同样举另外一个例子，催化剂组14中的丝网层22 —般是由丝线直径在
0.13 0.06mm的金属丝编织而成，丝网目数的范围在526 1024孑L/平方厘米。催化 剂组是由各自拥有皱褶状结构的丝网固定在一起，或是多层的丝网彼此相连加工成 一个整体然后再外缘处固定。因此本实用新型的总体示意图请见图1，催化剂组中 的丝网层表面有着紧密地皱褶状结构，请参见用以补充说明的剖面结构图——图 2，可以看到这时由多层的丝网共同组成并固定在一起。
金属丝网所使用的催化合金在前文中已有所提及，催化剂组是用于氨的氧化过 程，主要含有铂或是说以铂为主要金属元素的合金。在本实用新型中适用的合金括铂铑合金，铂铑钯合金。有许多各种各样的铂合金用于加工催化网，事实上本实 用新型也不仅仅局限于这些确定的合金。
这些含有铂和铑的合金被用在氨氧化生产硝酸过程中，根据以往的经验在这个 过程中会形成大量的氧化铑。本实用新型另外一个优势就是减少氧化铑的形成使其 更加经济的运行。
见图1，可以看到本实用新型中的催化剂组也包括一个支撑网24紧密地安装 在催化剂组14气流的下端。这个支撑网由多种不同的金属组成，可以有很好的强 度和硬度以保证催化剂组在反应中的位置。因此这种支撑网的合金成分是为人所熟 知的，例如在市场上销售的高温热电阻合金，其中含有10~30%的铬，1~10%的铝， 0~0.5%的碳其余由铁来构成；或是一种特殊的合金含有5%的铝，21%的铬其余由 铁来构成；其他市场上销售的合金如坎萨尔斯或梅格派尔等镍铬铁合金；或单纯的
镍铬合金和不锈钢。
现在请参考图3和图4，这里描述了本实用新型中催化剂组的不同形状。图3 中是圆形轮廓的；图4中是六边形轮廓，这二个附图具有一定的代表性，这表示催 化剂组的四周可以加工成任何形状这完全取决于安装催化剂组的氧化炉的内部形 状。
本实用新型的催化剂组是由一组有皱褶形状金属丝网共同组成一个统一的波 纹状结构，然后沿着外缘将每层金属丝网叠放起来，最后在扁平的边缘固定在一起。 因此这些多孔的含有起催化作用物质的丝网——见丝网22，与有着相同外缘或周 长的平面结构的丝网相比在气流通过时会接近于2倍的接触表面积。这些丝网是被 放置在皱褶机中通过二个连锁辊轮来加工成波纹状的表面，请见图2。
在波纹结构成型后，这些有皱褶的金属丝网根据其在氧化炉中安装尺寸将边缘 裁减成适合的大小，然后用热压法或点焊的方式将金属丝网的边缘加工成扁平的形 状，它的宽度与安装时用于固定催化剂组的压环尺寸相对应， 一般在50mm以内。 如果这些金属丝网是被加工成一个整体，金属丝网的边缘就已经是扁平结构并被嵌 在一起，然后用热压法或点焊的方式将这些丝网的边缘固定起来最终形成一个整 体。
为进一步使本实用新型具体化，催化剂组可以被加工成一个整体四周被扁平结 构的边缘所包围，见图5。因此，催化剂组14是由顶层的丝网32与底层的丝网34 以及其他的成分类似的独立丝网22共同组成。为有助于催化剂组在使用过程中的顺利进行一般会对金属丝网进行活化，活化过程最好是在成型前进行。
本实用新型是对氨反应生产硝酸或氢氰酸过程的一种延伸，是气相的氨通过装 有催化剂的氧化炉的过程，所指的催化剂就是本实用新型的催化剂组。
权利要求1.一种高效氨氧化炉组件，包括压环、催化剂组、捕集网、支撑架，所述的炉体上部设有供氨气和空气流动通过的内部空间，所述的压环压设在催化剂组上，所述的催化剂组设在捕集网上，所述的捕集网设在支撑架上，其特征在于，所述的催化剂组是由多层皱褶状金属丝网叠加构成的网状结构，该催化剂组的边缘呈扁平状。
2. 根据权利要求1所述的高效氨氧化炉组件，其特征在于，所述的催化剂组外缘依炉体内壁形状构建，包括圆形或六角形。
3. 根据权利要求1或2所述的高效氨氧化炉组件，其特征在于，所述的催化剂组外缘与炉体内壁紧配合固定。
4. 根据权利要求1所述的高效氨氧化炉组件，其特征在于，所述的催化剂组底部设有支撑网，该支撑网呈与催化剂组相对应的皱褶状。
5. 根据权利要求1所述的高效氨氧化炉组件，其特征在于，所述的金属丝网为平编或针织结构。
6. 根据权利要求1所述的高效氨氧化炉组件，其特征在于，所述的压环压在催化剂组的扁平状边缘上。
专利摘要本实用新型涉及一种高效氨氧化炉组件，包括压环、催化剂组、捕集网、支撑架，所述的炉体上部设有供氨气和空气流动通过的内部空间，所述的压环压设在催化剂组上，所述的催化剂组设在捕集网上，所述的捕集网设在支撑架上，所述的催化剂组是由多层皱褶状金属丝网叠加构成的网状结构，该催化剂组的边缘呈扁平状。与现有技术相比，本实用新型对单位面积催化表面反应强度进行控制，减少因此而造成贵金属的挥发，进而能够提高转化效率，延长使用时间，减少贵金属流失，降低生产成本。
文档编号C01B21/38GK201424375SQ200820157210
公开日2010年3月17日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者乔纳森·兰德, 施小钢, 邱跃岩 申请人:上海贺利氏工业技术材料有限公司