ES2239712T3 - Oxidacion de amoniaco. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de oxidación de amoniaco mediante paso de una mezcla de aire y amoniaco por un catalizador que contiene al menos un compuesto de cobalto a una temperatura elevada, en donde el aire se pasa a través de un absorbedor que comprende un soporte que porta un material absorbente para gases ácidos seleccionado entre un agente oxidante o un óxido, hidróxido, bicarbonato o carbonato de un metal del grupo 1, 2 o 14.
Description
Oxidación de amoniaco.
Esta invención se refiere a la oxidación de
amoniaco y, en particular, a la oxidación de amoniaco empleado en
la preparación de ácido nítrico. En un procedimiento de oxidación de
amoniaco, el amoniaco se oxida con aire a óxido nítrico mediante el
paso de la mezcla gaseosa, a temperatura elevada, sobre un
catalizador para efectuar la oxidación.
Son indeseables las reacciones secundarias, tal
como la formación de nitrógeno u óxido nitroso. Por tanto, además de
una buena actividad, es necesario que el catalizador presente una
buena selectividad.
Los catalizadores empleados durante muchos años
han consistido en platino, a veces aleado con otros metales
preciosos, en forma de mallas o telas metálicas formadas a partir
del hilo metálico. Dichos catalizadores tienen buena actividad y
selectividad pero padecen del inconveniente de que no solo el
catalizador es muy costoso, sino que a las temperaturas
encontradas, los metales exhiben una volatilidad apreciable y de
este modo se pierde gradualmente el metal en la corriente gaseosa.
Aunque es bien conocido el hecho de proporcionar aguas abajo medios
para atrapar el metal volatilizado, de manera que pueda ser
recuperado posteriormente, debido a la volatilización continua, la
vida del catalizador es corta y es necesario sustituirlo
frecuentemente. Por otro lado, la recuperación de los metales de la
trampa situada aguas abajo y la fabricación de nuevo de las mallas
o telas metálicas catalíticas implica una asignación considerable de
capital de explotación.
En consecuencia, es deseable disponer de un
sustituto de tales catalizadores de metales preciosos.
Es bien sabido que los compuestos de cobalto
exhiben actividad para la oxidación de amoniaco. Catalizadores
particularmente útiles se describen, por ejemplo, en
EP-B-0946290. Sin embargo, la
entidad solicitante ha comprobado que los catalizadores a base de
cobalto están expuestos a desactivación (envenenamiento) por los
compuestos presentes en los gases alimentados a los catalizadores.
En particular, se ha comprobado que los compuestos de azufre
desactivan a tales catalizadores. Se han llevado a cabo intentos
para eliminar los compuestos de azufre del aire del proceso
empleando carbón vegetal activo con un éxito limitado debido a la
pobre afinidad y/o capacidad de este material por algunos
compuestos de azufre.
Los estudios realizados por esta entidad
solicitante han demostrado que el dióxido de azufre, que con
frecuencia está presente en el aire del proceso en un entorno
industrial, constituye una fuente importante de compuestos de azufre
desactivantes. La entidad solicitante ha comprobado que pasando el
aire del proceso a través de un material absorbente adecuado
especialmente para absorber óxidos de azufre, es decir, dióxido de
azufre o trióxido de azufre, la desactivación del catalizador puede
reducirse al mínimo.
En consecuencia, la presente invención
proporciona un procedimiento para la oxidación de amoniaco mediante
el paso de una mezcla de aire y amoniaco por un catalizador que
contiene al menos un compuesto de cobalto, a una temperatura
elevada, en donde el aire se pasa a través de un absorbedor que
comprende un soporte que porta un material absorbente para gases
ácidos seleccionado entre un agente oxidante o un óxido, hidróxido,
carbonato o bicarbonato de un metal del grupo 1, 2 ó 14.
Según la presente invención, el aire se puede
pasar a través del absorbedor antes o después de haberse mezclado
con amoniaco. Preferentemente, el aire se pasa a través del
absorbedor antes de mezclarse con amoniaco.
El soporte para el material absorbente puede
encontrarse en forma de un material fibroso, un soporte monolítico o
un soporte en macropartículas.
En la mayoría de las plantas de oxidación de
amoniaco, el aire del proceso se pasa a través de un filtro para
separar partículas de polvo. El filtro comprenderá normalmente una
huata de material fibroso, por ejemplo, fibras de algodón, vidrio,
poliamida, poliéster o poliolefina mantenidas entre un par de placas
metálicas perforadas. La entidad solicitante ha comprobado que este
filtro puede ser modificado y utilizado para conseguir la
separación de óxidos de azufre.
De este modo, en una modalidad de la invención,
el absorbedor comprende un material de soporte fibroso que comprende
fibras de algodón, vidrio, poliamida, poliéster o poliolefina
modificadas mediante revestimiento o impregnación de las mismas con
un material absorbente para gases ácidos.
En otra modalidad, el aire se pasa a través de un
soporte monolítico poroso, tal como un panal o espuma cerámico o
metálico, especialmente un panal de alúmina, mulita o cordierita,
impregnado o revestido con el material absorbente.
El uso de absorbedores monolíticos fibrosos o
porosos que comprenden soportes de tipo fibroso, panal o espuma,
impregnados o revestidos con material absorbente, puede resultar
ventajoso en comparación con un lecho fijo de un material absorbente
en macropartículas, en donde dichos lechos fijos pueden causar una
resistencia indeseable al flujo de la corriente de aire. Sin
embargo, cuando el material en macropartículas se proporciona de un
modo que no restringe indeseablemente el flujo, dichos materiales
en macropartículas son útiles para el procedimiento de la presente
invención.
Por tanto, en otra modalidad, el absorbedor
comprende un soporte en macropartículas impregnado o revestido con
el material absorbente, en donde el soporte en macropartículas está
dispuesto preferentemente en un lecho fijo.
Los soportes en macropartículas adecuados
incluyen alúmina, carbón, aluminosilicatos, sílice, titania,
magnesia, zirconia, ceria y materiales cerámicos y mezclas de los
anteriores. El soporte en macropartículas se encuentra
preferentemente en forma de gránulos, pellets, comprimidos o
extruídos que tienen tamaños de partícula del orden de 1 a 15 mm y
una relación de aspecto, es decir, la dimensión más grande dividida
por la dimensión más pequeña, preferentemente menor de 2.
El uso de un absorbedor en macropartículas,
dispuesto en un lecho fijo, da lugar potencialmente a una elevada
área superficial útil para la absorción de gases ácidos. Para
contrarrestar las dificultades potenciales que surgen de la
resistencia al flujo creada por los absorbedores en
macropartículas, los mismos se disponen preferentemente en lechos
fijos que proporcionan un corto recorrido para la corriente de aire.
Dichos lechos tienen habitualmente una profundidad de 10 a 1.000
mm, particularmente entre 10 y 500 mm y más particularmente entre
10 y 100 mm, y se someten a velocidades lineales generalmente del
orden de 10 a 1.000 m/s^{-1}.
Los expertos en la materia conocen cartuchos que
contienen lechos de materiales absorbentes en macropartículas y que
pueden ser utilizados en el procedimiento de la presente invención.
Sin embargo, dichos cartuchos tienen el inconveniente de tener que
utilizarse en un número grande (por ejemplo >100) para
procedimientos industriales. El requisito de un número grande de
cartuchos puede conducir a una instalación complicada y prolongar
el tiempo de inactividad para realizar el mantenimiento. Por otro
lado, el hundimiento y/o contracción del soporte en macropartículas
dentro de los lechos contenidos en los cartuchos puede reducir su
eficacia.
La entidad solicitante ha desarrollado una unidad
absorbedora particularmente eficaz que comprende un absorbedor en
macropartículas dispuesto como un lecho de espesor sustancialmente
constante entre al menos un par de elementos perforados, corrugados,
paralelos, separados entre sí, en donde las corrugaciones se
extienden de un modo sustancialmente vertical, estando limitados
dichos elementos perforados por un elemento terminal
impermeable.
El absorbedor puede instalarse como una sola
unidad, por ejemplo, cuadrada, rectangular o circular, o como un
número de unidades conformadas para adaptarse adecuadamente en el
sistema de admisión de aire para el procedimiento. El número de
unidades es generalmente del orden de 1 a 10. Es posible la
instalación de la unidad absorbedora completa, pero puede ser
preferible instalar primero los elementos perforados dentro de la
entrada de aire y suministrar entonces a la misma, empleando
métodos conocidos por los expertos en la materia, el soporte en
macropartículas impregnado o revestido con un material absorbente a
través de orificios obturables adecuados dispuestos en los
elementos perforados y/o terminales. También es posible descargar
el material absorbedor agotado a través de orificios obturables
adecuados presente en los elementos perforados y/o terminales. El
uso de una sola unidad o de un número pequeño de tales unidades,
soluciona así las dificultades que surgen con el uso de múltiples
cartuchos. Las dimensiones de la unidad absorbedora dependerán del
tamaño y forma de la entrada de aire. Por ejemplo, la unidad
absorbedora puede tener una altura de 1 a 10 m y un ancho de 1 a 20
m en el caso de que tenga una configuración cuadrada o rectangular o
un diámetro comprendido entre 1 y 15 m en el caso de que sea
circular.
La unidad absorbedora comprenderá generalmente
uno o más pares de elementos perforados sustancialmente paralelos
que contienen un material de soporte en macropartículas que ha sido
impregnado o revestido con un material absorbente, limitado por un
elemento terminal sustancialmente impermeable. Se pueden emplear
entre 1 y 5 pares de elementos perforados y, en el caso de que se
utilicen más de un par, por ejemplo en entornos fuertemente
contaminados, se pueden proporcionar los mismos o distintos
materiales absorbentes en cada par, según sea necesario, para
eliminar los contaminantes del aire. Cada par de elementos
perforados es con preferencia sustancialmente paralelo a otros
pares, si están presentes, con una distancia de separación entre
cada uno de los pares del orden de 1 cm a 2 m. Si se desea, se
pueden emplear medios para mezclar el aire que fluye entre los
pares de elementos perforados.
Los elementos perforados pueden ser placas
perforadas, mallas o rejillas con orificios dimensionados para
evitar la fuga del material de soporte en macropartículas contenido
en los mismos. Los elementos perforados que contiene el soporte en
macropartículas son sustancialmente paralelos y forman en los mismos
un lecho de material de soporte en macropartículas. El espesor del
lecho contenido de material de soporte en macropartículas está
comprendido entre 1 y 15 cm y preferentemente entre 1 y 10 cm.
Los elementos perforados tienen corrugaciones
verticales sustancialmente paralelas. El ángulo entre las caras
adyacentes de las corrugaciones puede ser de 15 a 150º y
preferentemente de 20 a 90º. El uso de corrugaciones hace que la
unidad absorbedora tenga un área superficial mayor que la de una
unidad equivalente sin corrugaciones. Por ejemplo, con un ángulo
entre caras adyacentes de 15º, el área superficial es 7,6 veces
mayor que la de una unidad equivalente sin corrugaciones. Cuanto
mayor sea el área superficial, menor será la resistencia al flujo a
través del absorbedor y por tanto más bajos serán los costes de
funcionamiento del compresor. El uso de corrugaciones verticales
significa que cualquier hundimiento del material de soporte en
macropartículas puede dejar un vacío en la parte superior del
absorbedor. Si se desea prevenir el hundimiento, se puede colocar
un deflector sustancialmente perpendicular al flujo de aire a través
del absorbedor que se extiende desde un elemento terminal hasta el
material en macropartículas en una distancia mayor que,
preferentemente en al menos dos veces, la profundidad del
hundimiento y/o contracción que cabe esperar. Alternativamente, se
pueden adaptar placas deflectoras en el exterior de los elementos
perforados en la región que cabe esperar que resulte afectada por
hundimiento y/o contracción.
El absorbedor en forma, por ejemplo, de un
material en macropartículas contenido dentro de una unidad
absorbedora o cartuchos, panal o espuma puede utilizarse, si así se
desea, como suplemento a un filtro de aire convencional. De este
modo, se puede colocar un absorbedor aguas arriba o aguas abajo de
un filtro de aire convencional.
El material absorbente impregnado o revestido
sobre el soporte es con preferencia un agente oxidante fuerte, tal
como permanganato potásico, o un óxido, hidróxido, carbonato o
bicarbonato de un metal de Grupo 1, 2 ó 14 (Tabla Periódica
IUPAC).
El metal puede ser cualquier metal de los Grupos
1, 2 ó 14, por ejemplo, un metal alcalino o alcalinotérreo, tal
como sodio, potasio, berilio, magnesio, calcio, etc, o estaño o
plomo. Preferentemente se elige entre sodio, calcio, bario o plomo.
Materiales absorbentes preferidos son hidróxidos, bicarbonatos o
carbonatos de sodio o potasio, hidróxido de bario, carbonatos de
bario o calcio o permanganato potásico.
El soporte puede ser revestido o impregnado con
una solución acuosa de un compuesto metálico adecuado y luego
secado. Alternativamente, el soporte puede ser revestido o
impregnado con una solución acuosa de un precursor del material
absorbente, por ejemplo, nitratos de calcio o bario o acetato de
plomo, y luego transformado, si es necesario, al óxido, hidróxido o
carbonato por tratamiento adecuado, por ejemplo, tratamiento con
una solución de un hidróxido o carbonato de metal alcalino y/o
calentamiento. Alternativamente, cuando el material absorbente
deseado es insoluble en agua, el soporte puede ser impregnado con
una suspensión espesa del material absorbente.
Cualquier combinación de soporte y material
absorbente, como anteriormente se ha descrito, puede ser adecuada
para separar gases ácidos en el procedimiento de la presente
invención. Por ejemplo, los absorbedores pueden comprender hidróxido
o carbonato sódico o potásico o carbonato de magnesio o bario sobre
monolitos de \alpha-alúmina; hidróxido,
bicarbonato o carbonato sódico o potásico sobre una alúmina,
aluminosilicato o carbón activo en macropartículas de elevada área
superficial y permanganato potásico sobre alúmina. Los absorbedores
preferidos comprenden hidróxido sódico o potásico sobre un monolito
de \alpha-alúmina, permanganato potásico sobre
pellets de alúmina, hidróxido potásico y bicarbonato sódico sobre
carbón activo e hidróxido, carbonato o bicarbonato sódico o
potásico sobre pellets de alúmina.
Si se desea, pueden estar presentes otros
compuestos sobre los soportes en macropartículas o monolíticos como
promotores. Un promotor preferido es yoduro potásico.
Cuando el absorbedor pueda quedar expuesto a la
atmósfera, por ejemplo cuando el absorbedor está presente en un
filtro de aire, el material absorbente es con preferencia un metal
del Grupo 2 ó 14 y se emplea en forma de un óxido, hidróxido,
carbonato o bicarbonato, en lugar de cómo una sal soluble, dado que
en condiciones de alta humedad, los materiales absorbentes solubles
en agua podrían ser lixiviados del soporte disminuyendo con ello su
eficacia.
El procedimiento de la presente invención
consiste en un procedimiento de oxidación de amoniaco que utiliza un
catalizador que contiene cobalto. Los catalizadores que contienen
cobalto preferidos son composiciones oxídicas que contienen cobalto
y al menos un elemento de tierras raras, especialmente cerio y/o
lantano. Preferentemente, como se describe en la referida
EP-B-0946290, la relación atómica de
elemento de tierra rara a cobalto es de 0,8 a 1,2 y al menos
algunos de dichos óxidos de cobalto y de tierras raras están
presentes como una fase oxídica mixta, estando presente, como óxidos
de cobalto libres, menos del 30%, preferentemente menos del 25%,
del cobalto (en átomos).
En la oxidación de amoniaco a óxido nítrico para
la preparación de ácido nítrico, el procedimiento de oxidación
puede ser realizado a temperaturas de 750-1.000ºC,
en particular 850-900ºC, a presiones de 1 a 15 bares
absolutos, con concentraciones de amoniaco en aire de
7-13%, con frecuencia de alrededor de 10%, en
volumen.
La invención será descrita ahora con referencia a
los dibujos adjuntos, en donde:
La figura 1 es una sección transversal
esquemática de una unidad absorbedora adecuada para contener un
absorbedor en macropartículas.
La figura 2 es una sección transversal
esquemática a través de la unidad absorbedora mostrada en la figura
1 perpendicularmente a las caras exteriores en la posición
I-I.
En la figura 1, la unidad absorbedora comprende
un solo par de placas perforadas paralelas 10 y 12 que tienen
orificios 14 para permitir el flujo de aire al interior de la
unidad y elementos terminales impermeables 16 y 18. Las placas
paralelas 10 y 12 están corrugadas con un ángulo 20 entre caras
adyacentes de aproximadamente 90º. Un absorbedor en macropartículas
22 está dispuesto entre las placas perforadas para separar gases
ácidos del aire a medida que este pasa a través de la unidad
absorbedora.
En la figura 2, el absorbedor en macropartículas
22, dispuesto entre las placas perforadas 10 y 12, está soportado
por un elemento de base impermeable 24 y está coronado por el
elemento superior 26. El elemento superior 26 tiene un deflector 28
sustancialmente paralelo a las placas perforadas que se extiende
desde el elemento superior al interior del absorbedor en
macropartículas en una profundidad suficiente para evitar el
by-pass de aire debido al hundimiento.
La invención se ilustra adicionalmente con
referencia a los siguientes ejemplos en donde los ejemplos 1 y 2
ilustran la susceptibilidad de los catalizadores a base de cobalto
para la oxidación de amoniaco a la desactivación por óxidos de
azufre, y los ejemplos 3, 4 y 5 demuestran la ventaja del
procedimiento de la presente invención. En los siguientes ejemplos,
el catalizador consistía en una composición de óxido de
cobalto/ceria/lantana preparada por coprecipitación a partir de una
solución acuosa que contiene nitratos de cobalto, cerio y lantano
en las proporciones molares de 10:2:8 empleando una solución acuosa
de ácido oxálico y carbonato amónico como agente de precipitación.
La precipitación se efectuó a temperaturas entre 50 y 60ºC y a un pH
entre 6 y 7. A continuación, el precipitado resultante se filtró,
se lavó, se secó a 120ºC, se calcinó a 450ºC, se conformó en
pellets cilíndricos de 3 mm de altura y de diámetro y por último se
coció a 900ºC durante 6 horas. Las partículas catalíticas fueron
examinadas por Espectroscopía Fotoelectrónica de Rayos X (XPS) y no
se detectó azufre.
En los siguientes ejemplos, se controló la
composición de la mezcla gaseosa que se alimenta al lecho
catalítico y que sale de este último y se determinó la
selectividad, definida como la suma de las cantidades molares de NO
y NO_{2} en el gas que abandona el catalizador dividido por la
cantidad molar de amoniaco alimentado al catalizador. La
experiencia ha demostrado que con este tipo de catalizador, la
selectividad es también indicativa de la actividad del
catalizador.
Un reactor de oxidación de amoniaco se cargó con
aproximadamente 1.000 ml de los pellets catalíticos para formar un
lecho de 25 mm aproximadamente de espesor. Una mezcla de amoniaco y
aire, que contiene alrededor de 11% en volumen de amoniaco, se
precalentó a 200ºC y se pasó a través del lecho catalítico a una
presión de 5 bares absolutos y a una velocidad espacial de
alrededor de 240.000 h^{-1}, y se analizaron los productos. La
proporción de aire se controló para mantener la temperatura de
salida en 900ºC.
Durante un periodo de 78,5 días, la selectividad
descendió gradualmente desde 95,1% a 91,4%, indicando que la
actividad del catalizador también había disminuido.
Durante el mismo periodo, se controló,
diariamente, el contenido en dióxido de azufre de la atmósfera de la
localidad en cuestión. El contenido en dióxido de azufre varió
desde 0 a 2,7 ppb en volumen y, durante el periodo, se obtuvo una
media de 0,64 ppb en volumen.
De este modo, se aprecia que con el aire del
proceso que contiene una media de alrededor de 0,64 ppb en volumen
de dióxido de azufre, la selectividad descendió en aproximadamente
3,7% durante un periodo de 78,5 días (1.884 horas).
Después de 45 días en servicio, se recogieron
muestras del catalizador de diversos puntos del lecho. El lecho de
catalizador se retiró del reactor en esta etapa, para permitir la
inspección del recipiente y se volvió a cargar de nuevo. Esto tuvo
el efecto de mezclar los pellets catalíticos, de manera que los
pellets que habían estado cerca de la parte superior, es decir la
entrada, del lecho, no estuvieran necesariamente cerca de la parte
superior del lecho después de efectuar la recarga.
Se recogió una segunda serie de muestras después
de 7 días más en servicio y una tercera serie al término del
experimento después de otros 27,5 días en servicio. Las muestras
fueron analizadas por XPS y Fluorescencia de Rayos X (XRF). El
examen XPS reveló que cualquier azufre se encontraba en la
superficie externa de los pellets, a excepción de una muestra
tomada al término del experimento en donde se encontró una traza de
azufre dentro del pellet, pero cerca de la superficie. Solo se
detectó azufre en las muestras tomadas de la parte superior del
lecho: de este modo, no se detectó azufre en las muestras tomadas
de la parte media o inferior del lecho. La tabla 1 muestra los
resultados de los análisis XPS de las muestras tomadas de la parte
superior del lecho.
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En un experimento a escala de laboratorio, se
cargó una muestra nueva de 10 ml de los pellets catalíticos en un
reactor de 25 mm de diámetro interior. Una mezcla de amoniaco (5%
v/v), oxígeno (10% v/v), argón (1% v/v) y helio (el resto) se
alimentó al reactor, se precalentó a 365ºC y se pasó por el
catalizador a una presión de 1,1 bares absolutos a una velocidad de
flujo de alrededor de 36,8 litros/min. Durante un periodo de
operación de 1 hora, la selectividad permaneció esencialmente
constante en 97,6%.
Con el fin de simular el uso de aire contaminado,
después de operar durante 1 hora aproximadamente, se añadió dióxido
de azufre en neón como un indicador diluyente a la corriente de
amoniaco/oxígeno/argón/helio, para proporcionar un contenido en
dióxido de azufre de 0,5 ppm en volumen. La selectividad descendió
desde 97,4% a 94,6% durante un periodo de 1 hora desde el comienzo
de la adición de la mezcla de dióxido de azufre/neón.
Se repitió el ejemplo 2 empleando una cantidad
tal de la mezcla de neón/dióxido de azufre que el contenido en
dióxido de azufre de la alimentación fue de 3,4 ppm en volumen y se
colocó, aguas arriba del catalizador, un lecho de 50 ml de un lecho
absorbente de carbón activo en macropartículas impregnado con
hidróxido sódico y yoduro potásico. Durante 2 horas después del
inicio de la alimentación de la mezcla de neón/dióxido de azufre,
la selectividad permaneció constante en 94,5%. Después de 2 horas,
el lecho absorbente ya no pudo absorber el dióxido de azufre y se
presentó la "ruptura" del dióxido de azufre. En esa etapa, la
selectividad del catalizador comenzó a descender. Después de 5
horas más, la selectividad había caído a 89,5% y se detuvo entonces
la alimentación de la mezcla de neón/dióxido de azufre.
En un proceso de oxidación de amoniaco a escala
comercial, capaz de producir 350 te de ácido nítrico/día, empleando
un lecho de 25 mm de profundidad de catalizador que tiene la
composición anteriormente descrita, se pasó el aire del proceso
alimentado al catalizador a través de un absorbedor que comprende un
soporte de carbón activo en macropartículas de un tamaño de 3 mm
aproximadamente, revestido con una combinación de hidróxido
potásico y bicarbonato sódico, contenido dentro de aproximadamente
400 cartuchos dispuestos dentro del colector de entrada de aire.
Después de la puesta en marcha, los niveles atmosféricos de dióxido
de azufre aumentaron a 10 ppm aproximadamente durante un periodo de
alrededor de 60 minutos sin reducción alguna de la selectividad del
catalizador.
Se preparó como sigue una serie de monolitos
alveolares de alúmina revestidos. Se cortaron en longitudes de 100
mm monolitos cilíndricos de \alpha-alúmina de
múltiples canales con un diámetro de alrededor de 24 mm, disponiendo
de 145 canales de sección transversal circular de alrededor de 1 mm
de base y 1 mm de altura. Se prepararon soluciones o dispersiones
de cuatro materiales absorbentes y cada sección de monolito se
sumergió en la solución o dispersión durante un tiempo comprendido
entre 20 y 120 minutos. Los monolitos fueron retirados del baño de
revestimiento y secados a 100ºC durante la noche (aproximadamente
16 horas). Se anotaron los pesos de los monolitos antes y después
del revestimiento y se emplearon para calcular la cantidad de
material absorbente retenido sobre el soporte poroso. Los detalles
se ofrecen en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras marcadas con (*) habían sido
adicionadas con acetato de polivinilo para facilitar la
humectación/dis-
persión del material absorbente. A la muestra 2 se había añadido 0,9 g de una solución acuosa al 1% de acetato de polivinilo; a la muestra 4 se habían añadido 1,5 g de una solución acuosa al 1% de acetato de polivinilo.
persión del material absorbente. A la muestra 2 se había añadido 0,9 g de una solución acuosa al 1% de acetato de polivinilo; a la muestra 4 se habían añadido 1,5 g de una solución acuosa al 1% de acetato de polivinilo.
Se midió, a escala de laboratorio, como sigue, la
capacidad del monolito para capturar dióxido de azufre. El monolito
revestido con NaOH según la muestra 1 se insertó en un tapón de
soporte de fibra de aluminosilicato colocado en un tubo de vidrio
de 25,1 mm de diámetro interior.
Una mezcla de oxígeno (10,5% v/v), argón (1% v/v)
y helio (el resto) se alimentó al tubo a temperatura ambiente
(alrededor de 20ºC) y se pasó a través del monolito a una velocidad
de 30,0 litros/minuto y a una presión de 1,1 bares absolutos.
Con el fin de simular el uso de aire contaminado,
después de aproximadamente 2 horas de operación, se añadió 1,25% v/v
de dióxido de azufre en neón como indicador diluyente, a una
velocidad de 27,8 cm^{3}/minuto, a la corriente de
oxígeno/argón/helio para proporcionar un contenido en dióxido de
azufre de 11,6 ppm en volumen.
Los gases emergentes fueron pasados en serie a
través de un tubo Drager, una botella Drechsel, que contiene agua e
indicador de naranja de metilo, y un flujómetro de burbuja Hewlett
Packard.
La mezcla de dióxido de azufre/neón se pasó con
la mezcla de oxígeno/argón/helio a través del aparato durante 1 hora
y 45 minutos sin evidencia alguna de decoloración en el tubo Drager
o en la botella Drechsel.
Claims (10)
1. Procedimiento de oxidación de amoniaco
mediante paso de una mezcla de aire y amoniaco por un catalizador
que contiene al menos un compuesto de cobalto a una temperatura
elevada, en donde el aire se pasa a través de un absorbedor que
comprende un soporte que porta un material absorbente para gases
ácidos seleccionado entre un agente oxidante o un óxido, hidróxido,
bicarbonato o carbonato de un metal del grupo 1, 2 ó 14.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde el soporte es una huata de material fibroso seleccionado del
grupo consistente en fibras de algodón, vidrio, poliamida,
poliéster o poliolefina.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde el soporte es un panal de alúmina, mulita o cordierita.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde el soporte es un soporte en macropartículas seleccionado del
grupo consistente en alúmina, carbón, aluminosilicatos, sílice,
titania, magnesia, zirconia, ceria y materiales cerámicos y mezclas
de los mismos en forma de gránulos, pellets, comprimidos o
extruídos.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde el metal es sodio, potasio,
calcio, bario o plomo.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde el material absorbente es
permanganato potásico.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en donde el catalizador comprende óxidos de
cobalto y al menos un elemento de tierras raras.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en
donde el catalizador comprende óxidos de cobalto, cerio y
lantano.
9. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde el absorbedor comprende un soporte en macropartículas que
porta un material absorbente para gases ácidos dispuesto como un
lecho de espesor sustancialmente constante entre al menos un par de
elementos perforados, corrugados, paralelos, separados entre sí, en
donde las corrugaciones se extienden de un modo sustancialmente
vertical, estando limitados dichos elementos perforados por un
elemento terminal impermeable.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, en
donde se sitúa un deflector sustancialmente perpendicular al flujo
de aire a través del absorbedor y que se extiende desde un elemento
terminal al interior de dicho absorbedor.
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