DE680467C - Vorrichtung zur Abfuehrung und Ausnutzung der Reaktionswaerme bei der katalytischen Ammoniakoxydation - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Abführung und Ausnutzung der Reaktionswärme bei der katalytischen Ammoniakoxydation Es ist bekannt, bei der katalytischen Oxydation von Ammoniak mit Sauerstoff oder sauerstoffreichen Gasen die Kontakte durch siedendes Wasser bzw. durch siedende wäßrige Lösungen zu kühlen und hierfür Dampferzeuger zu benutzen. Es ist auch bekannt, den Wärmeinhalt irgendwie gebildeter heißer Gase zur Dampferzeugungg auszunutzen.
• Es wurde gefunden, daß besondere Vorteile entstehen, wenn die Kontakte in den Rohren eines Dampferzeugers derart unterteilt sind, daß sie, in der Strömungsrichtung gesehen, zunächst nur die innere Rohrwandung der Dampferzeugerrohre bedecken und erst dann den ganzen Querschnitt ausfüllen. Auf diese Weise wird der Hauptteil d6r Reaktionswärme bei der ersten Berührung der umzusetzenden Gase an besonders wirksam gekühlten Kontaktteilen frei, die mit der metallischen Rohrwandung bzw. der kühlenden siedenden Flüssigkeit in bestem Wärmeaustausch stehen. Nachdem die Gase an diesen Kontaktteilen bereits teilweise umgesetzt sind, kommt das so verdünnte Frischgas mit den ganzen Rofirquerschnitt ausfüllendcii Kontaktmassen in Berührung unter vorteilhaft verringertem Wärmeaustausch mit der Siedeflüssigkeit. Durch diese Anordnung gelingt überraschenderweise eine fast vollständige Umsetzung unter Vermeidung zu niedriger Kontakttemperaturen auf der Stickoxydseite der Kontaktsubstanzen.
• Als Kontaktmassen können solche beliebiger bekannter Art Verwendung finden, z. B. oxydische Kontakte oder Metalle bzw. Legierungen der Platingruppe. Vorzugsweise wird zunächst Katalysatorfolie und weiterhin Katalysatorgewebe verwendet. Eine besonders vorteilhafte Anordnung von Kontaktmassen besteht darin, daß zunächst die Rohrwandungen der Dampferzeugerrohre mit Platinfolie bedeckt und dann, in der Strömungsrichtung der Gase, den ganzen Rohrquerschnitt ausfüllendes Gewebe o.dgl. verwendet wird. An Stelle von Platingeweben, wie Platinnetz, können auch Platinspiralen o.dgl. Anwendung finden. Zwischender die Wandung bedeckenden Folie und dem den Rohrquerschnitt ausfüllenden Gewebe kann ein Zwischenraum gelassen werden, oder das den Rohrquerschnitt ausfüllende Gewebe kann auch unmittelbar an die Folie anschließen, Die Platinfolie läßt sich in dem an die Walzplatte des Dampferzeugers unmittelbar anschließenden Rohrteil oder auch weiter entfernt mehr im Innern des Dampferzeugers anbringen. Ob man der einen oder anderen Ausgestaltung des Verfahrens den Vorzug gibt, hängt im allgemeinen von der Konzentration des Frischgases und den schnstigen Arbeitsbedingungen ab. Wesentlich ist für die neue Erfindung die Unterteilung der Kontaktmasse in ersten mit der Wandung der Dampferzeugerrohre in gutem Wärmeaustausch stehenden Teil, z.B. einer unmittelbar anliegendeg Folie, und in einen zweiten von - dem ersten getrennten oder an diesen anschließenden Kontaktteil, der zur vollständigen Umsetzung des Gasgemisches denganzen Rohrquerschnitt ausfüllt.
• Es hat sich weiterhin als -nützlich herausgestellt, die Kontaktsubstanz bzw. den Dampferzeuger so groß zu gestalten, daß auch die heißen Stickoxyde innerhalb desselben Dampferzeugers gekühlt werden. Auf diese Weise wird eine hinter dem eigentlichen Katalysatorelement nachgeschaltete besondere Kühlvorrichtung für die heißen Abgase überfifissig unter Ausnutzung auch der heißen Abgase zur Dampferzeugung.
• Eine beispielsweise Ausführungsforni zeigt die Abbildung nach der das Ammoniakgemisch durch den Konus i zu einem Dampfkessel mit dem Außenmantel 2 strömt. Das Gemisch streicht von unten nach oben durch die wasserumspülten Rohre 3. In jedem Rohr befinden sich Katalysatoren, welche den Umsatz zu Stickoxyden vermitteln. Der Katalysator 4 besteht z.. B. aus einer zylindrischen, der Rohrwand anliegenden Platinfolie. Der dahintergeschaltete Katalysator-5 besteht z. B. aus einer den Rohrquerschnitt ausfüllenden Platinspirale bzw. aus einem Platingewehe. Die überschüssige Reaktionswärme wird in den Wasserraum unter Dampferzeugungunter Druck abgegeben. Nach Passieren des Katalysators 5 gibt das Stickoxydgemisch den restlichen Wärmeinhalt gleichfalls zur Dampferzeugung ab. Das Gasgemisch verläßt den Kessel nüt einer Temperatur zwischen i5o -biS 250'C. Alle Angaben und Maße sind beispielsmäßig gebraucht, insbesondere können die Katalysatoren in anderer Zusammensetzung, Höhe, Ausdehnung, Struktur, Anzahl usw. mit oder ohne Abstand angebracht werden. Der Gasweg kann auch von oben nach unten gewählt sein-Den durch Kühlung der Kontakte in den Rohren eines Dampferzeugers mit siedendem Wasser erzeugten Dampf kann man in bekannter Weise zur weiteren Temperaturregelung erforderlichenfalls teilweise dem Ammoniak-Sauerstoff-Gernisch vor den Kontakten bzw. einer im Gasweg vor den Kontakten auf Sieb:Rächen oder porösen Platten befindlichen Flüssigkeitsschicht zuführen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Abführung und Ausnutzung der Reaktionswärme bei der katalytischen Ammoniakoxydation durch Kühlung mit siedendem Wasser oder siedenden wäßrigen Lösungen unter Anwendung von Dampferzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte in,den Rohren des Dampferzeugers derart unterteilt sind, daß sie, in der Strörnungsrichtung der Gase gesehen, zunächst nur die innere Rohrwandung bedecken und erst dann den ganzen Rohrquerschnitt ausfüllen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strömungsrichtung zunächst Katalysatorfolie und dann Katalysatorgewebe u. dgl. angeordnet ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strömungsrichtung zunächst die Wandungen der Dampferzeugerrohre bedeckendeFolie und dann den ganzen Rohrquerschnitt ausfüllendes Gewebe o.#dgl. aus Katalysatorsubstanz angeordnet ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktsubstanzen in Rohren des Dampferzeugers dÜart angeordnet bzw. der Dampferzeuger selbst so dimensioniert ist, daß die aus der letzten Kontaktzone austretenden heißen Gase innerhalb desselben Dampferzeugers gekühlt werden.