减少氧化二氮的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在将氨和氧催化燃烧成氮氧化物时减少所产生氧化二氮的方法和装置，其中使用一个由至少一个第一种催化剂网和至少一个第二种催化剂网构成的催化剂装置来催化燃烧氨和氧，以生成氮氧化物，其中所述至少一个第一种催化剂网为一个铂铑网，而位于下游的所述至少一个第二种催化剂网则为一个含铑２至４％（重量）的钯铑网。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
减少氧化二氮的方法和装置本专利技术涉及一种减少催化燃烧氨和氧时所生成氮氧化物中氧化二氮的方法和装置，其中使用一种由至少一个第一种催化剂网和至少一个第二种催化剂网构成的催化剂装置将氨和氧催化燃烧成氮氧化物，而且其中至少一个第一种催化剂网为铂铑网。用氧燃烧氨生成相应的氮氧化物来制备硝酸时的一个众所周知的技术难点是，同时也生成一氧化二氮(笑气)，该化合物被怀疑在分解时会与破坏地球臭氧层有关。因此，制备硝酸时非常重要的是，随后有效破坏所产生的N2O，或者也可最大程度地避免笑气生成。在此情况下，应当不使所需氮氧化物的收率减少。DE 198 19 882 A1公开了一种在N2O分解催化剂上催化分解以催化氧化氨法制备硝酸时所得混合气体中N2O的方法，其特征在于，在进行后序冷却步骤之前，使由催化氧化氨法所产生的热混合气体与N2O分解催化剂接触。DE-OS 22 39 514公开了一种催化剂网的结构，该催化剂网用于加速两种或多种流经该网的气体间相互反应，其特征在于，在一个网格组向下流动的那侧由贵金属材料构成，在第二种网组向下流动的那侧由贱金属材料和不太容易蒸发并可被气体携出、在运行中有利于加速反应的金属材料构成。DE-OS 19 59 137中公开了一种催化剂，为了将氨氧化成氧化氮，该催化剂中的铂、铑含量降低到12至20％(重量)。在霍勒曼—维贝格所著“无机化学教程”(第71-80版，沃尔特·德·格-->律特出版公司，柏林，1971年，第360页)中，公开了一种以铂系列催化剂和更大的设备来制取一氧化氮的氨燃烧部件，该设备中每个燃烧部件具有更多个相叠安置的金属丝网。EP0 359 286 B1中公开了一种减少氧化二氮的方法，所述氧化二氮在将氨和氧催化燃烧成氮氧化物时产生并接着在热量回收单元中冷却，以水和/或稀硝酸吸收，其特征在于，所述热燃烧气体在冷却之前停留0.1至3秒的时间。藉此，有可能使所产生的N2O至多重又分解90％。欧洲0 611 041 B1中公开了一种在氨的氧化反应运行状态下减轻N2O排放量的方法，其中使用钯基催化剂网，并包括一种铂捕集网在内，所述纤维包括一种钯合金，并且所述钯合金含有0.1至5％(重量)钴。DE 198 05 202 A1中记叙了一种制备硝酸的方法，该方法中，使氨在至少一个催化剂网上，特别是在铂网上供氧燃烧，并使反应气体冷却下来，其中反应气体在冷却之前，顺催化剂网向下流经一种温稳性催化剂，以转化反应气体中所含的N2O。上面所阐明的方法，要么N2O分解率不足，要么设备开支非常高，这在经济方面可以认为是不尽人意的。因此，得出所要解决的技术问题：借助一种减少氧化二氮的新方法和新装置，至少部分地克服上面所提及的缺陷，特别是提供一种高效和从设备开支上费用不大的方法和相应设备。借助权利要求1或2所述的方法和权利要求6或7所述的装置，以及借助权利要求11所述的应用，本专利技术解决了这个所要解决的技术问题。本专利技术方法和相应的本专利技术装置都将氨与氧混合，并在约860℃温度下通过旁流(Vorbeileiten)在第一种催化剂网(通常含5.0至10.0％(重量)铑的铂铑网)上燃烧，并通过旁流在第二种催化剂网上燃烧，并且该第二种催化剂网为一种至少含92％(重量)(或更多)钯、2至4％(重-->量)铑、余量铂的钯铑网，或者作为选择，含82至83％(重量)钯、2.5至3.5％(重量)铑、余量铂，此外还做到高效减少氧化二氮含量。称作网的是一种透气制品，它基本上由金属制成，并且通过诸如编织、针织、机织或者纤维网交叉折叠之类方法来制造。能意外证明的是，同时应用本专利技术的这两种催化剂网，所产生的N2O量马上就能显著降低，而且能同时高效地制造NO。最为有利的是，所述钯铑网的铑含量为2.5至3％(重量)、钯含量为82.5％(重量)，这是因为以此能使N2O产生得特别少。此外还有利的是，用至少一个第三种网将所述钯铑网同铂铑网间隔开来，以便以此方式避免不同种类的网之间发生焊接作用，其中耐热钢(FeCrAl合金例如麦加皮尔铁铬铝合金或者康塔尔铁铬铝电阻合金)已证明可用作第三种网所用的材料。最后，有利的是，所述钯铑网至少还含有另一种选自铱、钌、铼、钴、镍、铜、金的金属，以便在催化功能依然如故的条件下提高钯铑催化剂网的机械稳定性。下列各实施例用来阐明本专利技术：1.实验反应器试验：装置数据：反应器：实验型反应器，有效直径为100mm反应器压力：5bar负荷：10tN/m2日温度：865℃工作时间：20日实施例1(标准装置)：PtRh8网+PdNi5网-->反应选择性氨至氧化氮：95.5-96％N2O排出量：1000-1200ppm实施例2 (对比例)：PtRh8网+PdRh1.5网反应选择性氨至氧化氮：95.5-96％N2O排出量：1000-1200ppm实施例3(对比例)：PtRh8网+PdRh5网反应选择性氨至氧化氮：94.5-95％N2O排出量：900-1200ppm实施例4(本专利技术：PtRh8网+PdRh3网反应选择性氨至氧化氮：95.5-96％N2O排出量：300-500ppm注：钯网使用后机械性能非常差：存在裂纹。实施例5(本专利技术)：PtRh8网+PdRh3Pt5网反应选择性氨至氧化氮：95.5-96％N2O排出量：300-500ppm注：-->钯网使用后机械性能差但无裂纹存在。实施例6(本专利技术)：PtRh8网+PdRh3Pt15网反应选择性氨至氧化氮：95.5-96％N2O排出量：300-500ppm注：钯网使用后机械性能稳定，无裂纹存在。2.1.工业型反应器试验：装置数据：反应器：包括两个并联反应器的工业型装置反应器压力：4.8负荷：11.2 tN/m2日温度：880℃工作时间：180日反应器1(标准装置)：PtRh5网+PdNi5网氨反应成氧化氮：95％N2O排出量：1500ppm反应器2(本专利技术)：PtRh5网+PdPt15Rh2.5网氨反应成氧化氮：95％N2O排出量：1000ppm2.2.工业型反应器试验：装置数据：反应器：工业型反应器-->反应器压力：3.5bar负荷：5.85tN/m2日温度：860℃工作时间：300日实施例1(标准装置)：PtRh5网+PdNi5网氨反应成氧化氮：94-96％N2O排出量：1200-1600ppm实施例2(本专利技术)：PtRh5网+PdPt15Rh3网氨反应成氧化氮：94-96％N2O排出量：400-800ppm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
减少氨和氧催化燃烧成氮氧化物时所产生的氧化二氮的方法，其中使用一个由至少一个第一种催化剂网和至少一个第二种催化剂网构成的催化剂装置来催化燃烧氨和氧，以生成氮氧化物，而且该装置中至少一个第一种催化剂网为铂铑网，其特征在于，所述至少一个位于下游的第二种催化剂网是一个含至少９２％（重量）钯、２至４％（重量）铑、余为量铂的钯铑网。

【技术特征摘要】
DE 2000-5-15 10023567.01.减少氨和氧催化燃烧成氮氧化物时所产生的氧化二氮的方法，其中使用一个由至少一个第一种催化剂网和至少一个第二种催化剂网构成的催化剂装置来催化燃烧氨和氧，以生成氮氧化物，而且该装置中至少一个第一种催化剂网为铂铑网，其特征在于，所述至少一个位于下游的第二种催化剂网是一个含至少92％(重量)钯、2至4％(重量)铑、余为量铂的钯铑网。2.减少氨和氧催化燃烧成氮氧化物时所产生的氧化二氮的方法，其中使用一个由至少一个第一种催化剂网和至少一个第二种催化剂网构成的催化剂装置来催化燃烧氨和氧，以生成氮氧化物，而且该装置中至少一个第一种催化剂网为铂铑网，其特征在于，所述至少一个位于下游的第二种催化剂网是一个含至少82至83％(重量)钯、2.5至3.5％(重量)铑、余量为铂的钯铑网。3.权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钯铑网含铑2.5至3％(重量)、含钯82.5％(重量)。4.权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述钯铑网同铂铑网之间用至少一个第三种网间隔开来。5.权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第三种网由一种耐热钢制成。6.减少...

【专利技术属性】
技术研发人员：M哥利沃达，D弗朗西斯卢伯通，J龙特，
申请(专利权)人：WC贺利氏股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]