CN100398200C - 氨氧化用铂合金针织催化网 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氨氧化用多层三维铂合金针织催化网，合金的成分为(重量%)：Pd0～6%，Rh2～10%，Ce0～0.015%，Pt余量；铂合金催化网用丝直径为0.06mm～0.09mm，双面均按三针经缎组织进行经编针织，双面中每针再用铂合金丝相连，形成多层三维结构，厚度1.5～5mm，所用铂合金材料可以相同，也可以不相同，铂合金丝直径可以相同，也可以不相同。该多层三维铂合金针织催化网接触表面积大，结构强度高，用于硝酸生产氨氧化过程，可提高催化活性，提高高温强度，抗中毒能力强，从而可以降低铂耗，延长使用寿命，取得明显的经济效益和社会效益。

Description

氨氧化用铂合金针织催化网

技术领域

本发明涉及铂合金针织催化网，特别是氨氧化用铂合金制得的针织催化网。

背景技术

工业生产中，一般用“三步法”生产硝酸，即NH₃氧化为NO，NO再氧化为NO₂，NO₂被H₂O吸收生成HNO₃。在氨氧化过程中，PtRh、PtPdRh合金具有优良的高温化学稳定性，而被拉成丝，织成平纹网作为催化剂使用。由于贵金属价格昂贵，资源稀少，节约利用，降低成本，提高生产效率，已成为硝酸生产追求的目标。近几年来，各国科技工作者围绕铂基合金材料及催化网织构的改进作了许多工作。在铂基合金材料PtRh、PtPdRh中开展了节铂及强化的工作，取得一定成效。中国专利ZL921044729.0提出了一种氨氧化催化剂用铂基合金，主体为Pt，添加Pd、Rh、RE(RE＝Ce、La、Gd中任一种)，提高了高温强度，延长了铂网使用寿命。目前，催化网织构也由传统的平纹网，发展为纬编针织网及经编针织网。欧洲专利申请EP0364153A1(公开日1990.4.18)提出了一种金属织网方法，将铂族金属、金、银及其合金丝，与数根化学钎维丝共织，纬编针织成网，再去除化学钎维后，作为网状催化剂使用。中国专利ZL00122339.9提出了一种氨氧化催化剂用铂基合金，用其制得的丝，直接纬编针织或经编针织成催化网使用。以上技术促进了硝酸工业的技术进步，但铂基合金及催化网的高温强度、催化活性、抗中毒能力及机械物理性能还可以进一步提高。

发明内容

硝酸生产中，氨氧化过程反应压力为0.1～1.0MPa，反应温度为780～950℃。由于应用具有良好高温催化性能的铂为主体，添加具有良好高温强度的铑，添加具有高的氨氧化催化活性和良好抗中毒稳定性的钯及添加具有高温强度好和抗蠕变能力强的铈，得到本发明目的所述铂合金，将其拉成丝，用经编针织方法，制得本发明目的所述的氨氧化用多层三维铂合金针织催化网。

本发明能够解决提高铂基合金及催化网的高温强度、催化活性、抗中毒能力及机械物理性能。提供一种氨氧化用多层三维铂合金针织催化网，催化网用料减少，有效催化面积增大，结构强度高。

本发明目的所述氨氧化用铂合金针织催化网，其铂基合金的成分为(重量％)：Pd0～6，Rh2～10，Ce0～0.015，Pt余量。

本发明目的所述氨氧化用铂合金针织催化网，其铂合金丝直径为0.06mm～0.09mm。

本发明目的所述氨氧化用铂合金针织催化网，其催化网双面均按三针经缎组织进行经编针织，双面中每针再用铂合金丝相连，形成多层三维结构。或者说催化网的相邻上网和下网均按三针经缎组织进行经编针织，相邻上网和下网中每针再用铂合金丝相连，形成多层三维结构。催化网中每一层网用铂合金材料可以相同，也可以不相同。

本发明目的所述氨氧化用多层三维铂合金针织催化网，催化网的厚度为1.5～5mm。

本发明目的所述氨氧化用多层三维铂合金针织催化网，催化网中每一层网用铂合金丝直径可以相同，也可以不相同。

本发明所述氨氧化用多层三维铂合金针织催化网中铂合金丝可以用合金材料领域通用的加工方法生产。

本发明所述催化网用双针床经编机生产，机号为18～22，幅宽可到5米，针床间距1.5～8mm，转速0～350r/min。

本发明所述铂基合金是在铂中添加Pd、Rh、Ce元素熔炼而成，由于Pd、Rh、Ce各元素的作用，使得本合金高温强度高，抗中毒能力强，铂损耗低。

现用铂合金平纹网属于二维结构，经线和纬线交织形成压死点，气固接触表面积减少，催化作用减弱，张紧的经纬线抵抗热变形能力弱，抗撕裂强度低。本发明所述氨氧化用多层三维铂合金针织催化网属于三维结构，弧圈相连的经编针织结构，没有压死点，上下两张网由弧圈线相连，形成空间支撑立体结构，大大提高了抗热变形冲击能力，抗撕裂强度高。本催化网形成的无数空间微区，相对而言，使气固接触表面积增大10～20％，催化作用增强，活性好，转化效率提高。由于多层三维铂合金催化网的特殊结构，使使用成本减少，铂耗降低，使用寿命延长。该催化网在常压炉上使用寿命为1～1.5年，在中压炉上使用寿命为6～8个月，综合性能优于现有技术。

具体实施方式

实施例1

将纯度99.95％的Pt、Pd、Rh、Ce各元素按含量配制，在真空熔炼炉中熔铸成合金，其各元素含量为：Pd4％，Rh3％，Ce0.013％，Pt余量。

将此铂基合金拉制成直径0.08mm细丝，在双针床经编机上进行经编针织，横密为18孔/吋，纵密为30～32孔/吋，幅宽2880mm。上下两张网面间用同材料、同直径细丝每针相连接，织成三层三维结构网型，催化网厚度2mm。催化网单位面积克重为：2400～2600克/米²，制成催化网直径2875mm。在常压反应炉上实验，反应温度810℃，使用效果好，结构强度高，使用寿命1.5年。

实施例2

将纯度99.95％的Pt、Rh、Ce各元素按含量配制，在真空熔炼炉中熔铸成合金，其各元素含量为：Rh5％，Ce0.011％，Pt为余量。

将此铂基合金拉制成直径0.076mm及0.070mm两种细丝，在双针床经编机上进行经编针织，上下两张网面用直径0.070mm细丝，横密为18孔/吋，纵密为30～32孔/吋，幅宽1500mm。上下两张网面间用同材料，直径为0.076mm细丝每针相连接，织成三层三维结构网型，催化网厚度2.5mm。催化网单位面积克重为：1800～1900克/米²，制成催化网直径1490mm。在中压反应炉上实验，反应压力0.5MPa，反应温度880℃，使用效果好，结构强度高，使用寿命8个月。

Claims (4)

1.一种氨氧化用铂合金针织催化网，其特征在于铂合金针织催化网的成分中含有重量百分比为0％～6％的Pd，2％～10％的Rh，0％～0.015％Ce，其余为Pt，铂合金丝直径为0.06mm～0.09mm，催化网的相邻上网和下网均按三针经缎组织进行经编针织，相邻上网和下网中每针再用铂合金丝相连，形成多层三维结构。

2.根据权利要求1所述氨氧化用铂合金针织催化网，其特征在于催化网的厚度为1.5～5mm。

3.根据权利要求1所述氨氧化用铂合金针织催化网，其特征在于催化网中每一层网用铂合金材料可以相同，也可以不相同。

4.根据权利要求1所述氨氧化用铂合金针织催化网，其特征在于催化网中每一层网用铂合金丝直径可以相同，也可以不相同。