SU827145A1 - Apparatus for oxidizing ammonia - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к аппаратам дл  каталитического окислени  аммиака и может использоватьс , например, в азотной промышленности.The invention relates to apparatus for the catalytic oxidation of ammonia and can be used, for example, in the nitrogen industry.

Известен аппарат дл  окислени , содержащий корпус со штуцером дл  ввода аммиачно-воздушной смеси, в котором по ходу смеси закреплены плоские распределительные сита и размеш,енный под ними плоский каталитический элемент в виде сло  платиноидных катализаторных сеток , сло  неплатинового окисного катализатора или комбинации обоих слоев 1.A known apparatus for oxidation, comprising a housing with a fitting for introducing an ammonia-air mixture, in which along the mixture are flat distribution sieves and a flat catalytic element placed under them in the form of a layer of platinum catalyst networks, a layer of non-platinum oxide catalyst or a combination of both layers 1 .

Известны аппараты дл  окислени  аммиака с плоским каталитическим элементом , содержаш,ие в качестве распределителей потока систему соосных диффузоров или коническое распределительное сито , образуюш,а  которого - отрезок пр мой линии .Ammonia oxidizers are known with a flat catalytic element, containing, as flow distributors, a system of coaxial diffusers or a conical distribution sieve that forms a straight line segment.

Недостатком всех этих аппаратов с плоским каталитическим элементом  вл етс  невозможность повышени  их производительности без соответствуюш;его увеличени  диаметра аппарата. Последний, как правило, не может превышать 4 м, поскольку по железным дорогам большинства стран нельз  перевозить аппараты большего размера.The disadvantage of all these devices with a flat catalytic element is the impossibility of increasing their productivity without a corresponding increase in the diameter of the apparatus. The latter, as a rule, can not exceed 4 m, since the railways of most countries cannot transport larger vehicles.

Наиболее близким по технической суш,ности к предлагаемому аппарату  вл етс  аппарат дл  окислени  аммиака 4, содержащий корпус со штуцером дл  вводаThe closest in technical drying to the proposed apparatus is an apparatus for the oxidation of ammonia 4, comprising a housing with a nozzle for insertion

аммиачно-воздушной смеси, в котором по ходу смеси закреплены плоские распределительные сита и размещенные за ними соосно установленные коническое распределительное сито и конический каталитический элемент, обращенные вершинами к штуцеру ввода аммиачно-воздушной смеси. Конический каталитический элемент имеет существенно большую поверхность, чем плоский каталитический элемент.ammonia-air mixture, in which along the course of the mixture are fixed distribution sieves and placed behind them are coaxially mounted conical distribution sieve and conical catalytic element, facing tops to the fitting of the ammonia-air mixture. A conical catalytic element has a substantially larger surface than a flat catalytic element.

Недостатком аппарата-прототипа  вл етс  отсутствие равномерного распределени  потока аммиачно-воздушной смеси по поверхности конического каталитическогоThe disadvantage of the prototype apparatus is the lack of uniform distribution of the flow of ammonia-air mixture over the surface of the conical catalytic

элемента. В таком аппарате направление вектора скорости параллельно оси аппарата и, следовательно, неперпендикул рно к образующей каталитического элемента. Это вызывает «соскальзывание основнойan item. In such an apparatus, the direction of the velocity vector is parallel to the axis of the apparatus and, therefore, non-perpendicular to the generator of the catalytic element. This causes the main body to slip.

доли потока аммиачно-воздушной смеси к основанию конического каталитического элемента и обусловливает отсутствие равномерного распределени . Неравномерное распределение потока приводит к снижению стеиени конверсии аммиака.the fraction of the flow of ammonia-air mixture to the base of the conical catalytic element and causes the absence of a uniform distribution. Uneven flow distribution leads to a decrease in ammonia conversion.

Целью изобретени   вл етс  разработка конструкции аппарата дл  окислени  аммиака с коническим каталитическим элементом , в которой обеспечено равномерное распределение аммиачно-воздушной смеси по поверхности конического каталитического элемента.The aim of the invention is to design an apparatus for the oxidation of ammonia with a conical catalytic element, in which a uniform distribution of the ammonia-air mixture over the surface of the conical catalytic element is ensured.

Цель достигаетс  тем, что в аппарате дл  окислени  аммиака, содержащем корпус со штуцером дл  ввода аммиачно-воздушной смеси, в котором по ходу смеси закреплены плоские распределительные сита и размещенные за ними соосно установленные коническое распределительное сито и конический каталитический элемент, обращенные верщинами к штуцеру ввода аммиачно-воздушвой смеси, угол при вершине конического распределительного сита составл ет 0,89-0,95 угла при вершине конического каталитического элемента и рассто ние между коническим распределительным ситом и каталитическим элементом равно 0,25-0,33 диаметра корпуса аппарата .The goal is achieved in an ammonia oxidation apparatus containing a housing with a fitting for introducing an ammonia-air mixture in which flat distribution sieves are fixed along the course of the mixture and placed along them are coaxially mounted conical distribution sieve and conical catalytic element, facing to the inlet fitting ammonia-air mixture, the angle at the apex of the conical distribution sieve is 0.89-0.95 angle at the apex of the conical catalytic element and the distance between the conical distribution Tel'nykh sieve and a catalytic element is equal to the diameter of 0,25-0,33 housing unit.

На чертеже изображен аппарат дл  окислени  аммиака, продольный разрез.The drawing shows an apparatus for the oxidation of ammonia, a longitudinal section.

Аппарат содержит корпус 1 со штуцером 2 дл  ввода аммиачно-воздушной смеси. В корпусе по ходу смеси последовательно размещены плоские распределительные сита 3, коническое распределительное сито 4 и конический каталитический элемент 5, обращенные вершинами к штуцеру 2. Элемент 5 может быть выполнен в виде конических сло  платиноидных катализаторных сеток, сло  неплатинового окисного катализатора или комбинации обоих слоев. Угол а при верщине сита 4 в 0,89-0,95 раза меньше угла р при вершине элемента 5 и рассто ние между ситом 4 и элементом 5 составл ет 0,25-0,33 диаметра корпуса аппарата .The apparatus comprises a housing 1 with a fitting 2 for introducing ammonia-air mixture. In the housing along the mixture there are successively placed flat distribution sieves 3, conical distribution sieve 4 and conical catalytic element 5, which point towards fittings 2. The element 5 can be made in the form of a conical layer of platinum catalyst grids, a layer of non-platinum oxide catalyst, or a combination of both layers. The angle a at the sieve 4 is 0.89-0.95 times less than the angle p at the top of element 5 and the distance between the screen 4 and element 5 is 0.25-0.33 of the diameter of the apparatus body.

Аппарат работает следующим образом.The device works as follows.

Аммиачно-воздущна  смесь поступает в корпус 1 через щтуцер 2 и последовательно проходит сита 3, сито 4 и элемент 5. При прохоледении сквозь элемент 5 аммиак окисл етс  кислородом воздуха до окислов азота. Наличие сита 4 с углом ос, который в 0,89-0,95 раза меньше угла р при вершине элемента 5, установленного от этого элемента на рассто нии 0,25-0,33 диаметра корпуса аппарата, обеспечивает равномерное распределение потока аммиачновоздущной смеси по поверхности каталитического элемента и, следовательно, обусловливает при прочих оптимальных услови х максимальную степень конверсии аммиака .The ammonia-air mixture enters the body 1 through shtutser 2 and passes through sieve 3, sieve 4 and element 5 in succession. When it passes through element 5, ammonia is oxidized with air oxygen to nitrogen oxides. The presence of a sieve 4 with an angle of wasps, which is 0.89-0.95 times less than the angle p at the top of the element 5 installed from this element at a distance of 0.25-0.33 of the diameter of the apparatus casing, ensures an even distribution of the ammonia-air mixture flow the surface of the catalytic element and, therefore, under other optimal conditions, determines the maximum degree of ammonia conversion.

Выполнение аппарата дл  окислени  аммиака с коническим каталитическим элементом согласно из;обретению позвол ет обеспечить равномерное распределение потока аммиачно-воздушной смеси по поверхности каталитического элемента. Относительное отключение скорости потока в каждой точке поверхности от среднерасходовой скорости в предлагаемом аппарате не превышает ±6%. Кроме того, в таком аппарате обеспечиваетс  перпендикул рное направление вектора скорости к образующей конического каталитического элемента. Испытание предлагаемого аппарата в составе промышленного агрегата производства неконцентрированной азотной кислоты под давлением 7,3 ата показало, что этот аппарат по сравнению с аппаратом-прототипом обеспечил при прочих равных услови х повышение степени конверсии аммиака примерно на 0,8 абс. %.The construction of an ammonia oxidation apparatus with a conical catalytic element according to of, allows obtaining an even distribution of the ammonia-air mixture over the surface of the catalytic element. The relative shutdown of the flow rate at each point on the surface from the average flow rate in the proposed apparatus does not exceed ± 6%. In addition, in such an apparatus, perpendicular direction of the velocity vector to the generator of the conical catalytic element is provided. A test of the proposed apparatus as part of an industrial unit for the production of non-concentrated nitric acid under a pressure of 7.3 atm showed that, compared to the prototype apparatus, this apparatus provided an increase in the degree of ammonia conversion of about 0.8 abs, all other things being equal. %

Claims (4)

1. Патент ЧССР Яо 144224, кл. В 01J 9/04, 15.03.72.1. The patent of Czechoslovakia Yao 144224, cl. On 01J 9/04, 15.03.72. 2. Патент США № 3597166, кл. 23-288, 03.08.71.2. US patent No. 3597166, cl. 23-288, 08/03/71. 3.Чернышев В. И. и др. Аппараты дл  каталитического окислени  аммиака. Обзоры по отдельным производствам химической промыщленности. М., НИИТЭХИМ, 1976, вып. 9 (99), с. 12, рис. 5.3. Chernyshev, V.I., et al. Apparatus for the catalytic oxidation of ammonia. Surveys of selected chemical industries. M., NIITEKHIM, 1976, no. 9 (99), p. 12, fig. five. 4.Атрощенко В. И. Катализаторы в азотной промышленности. Харьков, «Вища щкола, 1977, с. 71-72, рис. 60 (прототип).4. Atroschenko V. I. Catalysts in the nitrogen industry. Kharkiv, “Scouts of school, 1977, p. 71-72, fig. 60 (prototype). 4four