ES2929912T3 - Sistemas de soporte de catalizador para quemadores de oxidación de amoniaco - Google Patents

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Abstract

Sistemas de soporte de catalizadores para quemadores de oxidación de amoníaco que comprenden una brida superior y una pared interna. El reborde superior comprende una sección plana, un borde exterior redondeado y un borde interior redondeado, estando separados el borde exterior redondeado y el borde interior redondeado por la sección plana. La pared interior comprende una placa de soporte, un estante de gasa y un estante de placa inferior, estando unidos el estante de gasa y el estante de placa inferior a la placa de soporte. La placa de soporte está unida a la brida superior por medio del borde interior redondeado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas de soporte de catalizador para quemadores de oxidación de amoniaco
Campo técnico
La presente invención se encuentra en el campo de sistemas de soporte de catalizadores para quemadores de oxidación de amoniaco.
Antecedentes
Minimizar las tensiones térmicas es un objetivo importante en el diseño de estructuras de soporte de catalizador en quemadores de amoniaco, coloquialmente denominados cestas quemadoras de amoniaco. Esto es un desafío debido a las altas temperaturas involucradas en el proceso de quemado de amoniaco. De hecho, las diferencias de temperatura grandes que pueden incluso ser mayores a 500 °C entre las estructuras de soporte de catalizador relativamente calientes y las paredes de reactor relativamente frías resulta en diferencias en expansión térmica, lo cual puede ser más significativo durante condiciones transitorias. Estas diferencias necesitan ser acomodadas con el fin de prevenir la ocurrencia de tensiones térmicas relativamente grandes. Inicialmente, las tensiones térmicas grandes pueden resultar en que el quemador no sea capaz de cumplir con su función principal y de este modo lleve al paso de amoniaco y un aumento adicional en temperatura o cambio en la distribución de temperatura dentro del quemador. Esto puede llevar a la formación de grietas y la falla de la cesta donde la integridad de la pared del quemador se ve comprometida. Como consecuencia, el intercambio diferente de agua y circuito de vapor también es un riesgo de falla. El ciclo térmico repetido debido al inicio y la detención del proceso de producción aumenta el riesgo de falla en la cesta antes que la vida de diseño esperada de la cesta de quemador se alcance.
Como resultado de la excesiva tensión térmica, las estructuras de soporte de catalizador existentes tienden a fallar por medio de grietas entre a cubierta vertical desde el reborde principal y el ensamble de cesta, y la soldadura entre la cubierta de catalizador y la cubierta de cesta. Ejemplos de dichas estructuras de soporte de catalizador existentes incluyen estructura de soporte de catalizador Grand Paroisse (GP) y tipo Uhde (véase, por ejemplo, R. Buchenau, La cesta de catalizador - Cómo prolongar la vida de servicio, documento presentado en el 3° Simposio de Ácido Nítrico UHDE, Dortmund, 26-28 de Mayo de 1986).
Un intento por superar estos inconvenientes se describe en WO2013034304. Sin embargo, este tipo particular de cesta de quemador comprende varias partes diferentes, por ejemplo, pasadores guía que necesitan ser soldados, haciendo de este modo que la cesta de quemador sea difícil de ensamblar, y causando además varias conexiones soldadas que forman enlaces débiles en el diseño. Dichos enlaces débiles son propensos a rupturas y otras fallas mecánicas. Una grieta o una ruptura en el rin permite que el amoniaco se fugue a través de la misma, reduciendo de esta forma la cantidad de amoniaco que pasa a través del lecho de catalizador, lo cual resulta en un proceso menos eficiente.
La fuga de amoniaco también puede llevar a temperaturas locales altas que pueden causar daño a los componentes del quemador. Además, el amoniaco sin reaccionar puede formar nitratos de amonio los cuales pueden poseer un riesgo de explosión.
El documento US2016200575 divulga un dispositivo que se aloja en un reactor, que mantiene la uniformidad de un lecho de partículas alojadas en su interior, permaneciendo la altura del lecho inicial sin cambios lo máximo posible por toda el área en sección transversal del dispositivo y reduciéndose las muescas en la región periférica del dispositivo. En consecuencia, permanece una necesidad por sistemas de soporte de catalizador para quemadores de oxidación de amoniaco, los cuales sean menos susceptibles a fallas inducidas por tensión térmica. Adicionalmente, hay una necesidad por sistemas de soporte de catalizador estables. También, hay una necesidad por sistemas de soporte de catalizador que permitan una separación hermética de gas entre el espacio encima y debajo del catalizador de combustión de amoniaco. También, el sistema de soporte de catalizador preferentemente contribuye a un flujo de gas hacia abajo uniforme.
Resumen
Un objetivo de la presente invención es suministrar dispositivos y métodos para oxidación catalítica de amoniaco, los cuales cumplen con una o más de las anteriores necesidades.
La presente divulgación se relaciona con un borde (100) para un sistema de soporte de catalizador para quemadores de oxidación de amoniaco que comprende un reborde superior (110) y una pared interna (120),
- el reborde superior (110) comprende una sección plana (111), un borde externo redondeado (112) y un borde interno redondeado (113), el borde externo redondeado (112) y el borde interno redondeado (113) están separados por la sección plana (111);
- la pared interna (120) comprende una placa portadora (121), un estante de malla (122) y un estante de placa inferior (123), el estante de gaza (122) y el estante de placa inferior (123) se une a la placa portadora (121); y, - la placa portadora (121) se une al reborde superior (110) por medio del borde interno redondeado (113); y - la relación del ancho de la sección plana (111) y el radio de curvatura del borde externo redondeado (112) se encuentra entre 0,50 y 10,0.
En modalidades particulares, el borde (100) como se divulga aquí suministra que la placa portadora (121) tiene un grosor que es constante dentro de un margen de error de 10 %, preferentemente en un margen de error de 5 %, más preferentemente dentro de un margen de error de 1 %.
En modalidades particulares, el borde (100) como se divulga aquí suministra que la placa portadora (121) es plana. En modalidades particulares, el borde (100) como se divulga aquí suministra que el radio de curvatura del borde externo redondeado (112) es igual al radio de curvatura del borde interno redondeado (113) dentro de un margen de error de 10,0 %, preferentemente 5,0 %, más preferentemente 2,0 %, más preferentemente 1,0 %.
En modalidades particulares, el borde (100) como se divulga aquí suministra que la sección plana (111) tiene un ancho de 2,0 cm a 20,0 cm, preferentemente un ancho de 2,0 cm a 10,0 cm.
En modalidades particulares, el borde (100) como se divulga aquí suministra que el borde externo redondeado (112) y/o el borde interno redondeado (113) tiene un radio de curvatura de por lo menos 20 mm a máximo 100 mm, preferentemente de 25 mm a máximo 50 mm.
En modalidades particulares, el borde (100) como se divulga aquí suministra que el estante de malla (122) y/o el estante de placa inferior (123) comprende una pluralidad de ranuras de expansión (1221, 1231); las ranuras de expansión (1221,1231) preferentemente terminan en un agujero (1222, 1232), más preferentemente un agujero circular (1222, 1232), más preferentemente un agujero circular (1222, 1232) que tiene un diámetro de 1 mm a 5 mm. En modalidades particulares, el borde (100) como se divulga aquí además comprende un anillo rompeolas (124) unido a la placa portadora (121) entre el estante de placa inferior (123) y el estante de malla (122); preferentemente en donde la distancia entre el estante de placa inferior (123) y el anillo rompeolas (124) es entre 130 mm y 150 mm.
De acuerdo con otra modalidad, la presente divulgación se relaciona con un sistema de soporte de catalizador para quemadores de oxidación de amoniaco que comprende un borde (100) como se divulga aquí, y un cuerpo que comprende una o más mallas catalizadoras, y una placa inferior.
De acuerdo con otra modalidad, la presente divulgación se relaciona con un quemador de amoniaco que comprende un recipiente de reactor y un sistema de soporte de catalizador como se divulga aquí, el recipiente de reactor comprende una pared de reactor (300), el sistema de soporte de catalizador se une a la pared de reactor (300), el sistema de soporte de catalizador se une preferentemente a la pared de reactor por medio de una o más soldaduras. En modalidades particulares, el quemador de amoniaco como se divulga aquí además suministra que un escudo de calor (320) está provisto entre el sistema de soporte de catalizador y la pared de reactor (300); preferentemente en donde una o más bobinas de pared (310) se unen a la pared de reactor (300), el escudo de calor (320) está provisto entre la una o más bobinas de pared (310) y el sistema de soporte de catalizador.
En modalidades particulares, el quemador de amoniaco como se divulga aquí además comprende uno o más contrapesos (130) para mantener abajo la una o más mallas catalizadoras, uno o más escudos de calor (131) que están provistos preferentemente en la parte superior del uno o más contrapesos (130).
De acuerdo con otra modalidad, la presente divulgación se relaciona con el uso de un borde (100) como se divulga aquí, de un sistema de soporte de catalizador como se divulga aquí y/o de un quemador de amoniaco como se divulga aquí para la oxidación catalítica de amoniaco.
De acuerdo con otra modalidad, la presente divulgación se relaciona con un método para oxidar amoniaco, que comprende los pasos de
- suministrar un quemador de amoniaco como se divulga aquí;
- dirigir una mezcla de aire y amoniaco sobre la una o más mallas catalizadoras; y
- oxidar catalíticamente el amoniaco.
Descripción de las figuras
La siguiente descripción de las figuras de modalidades específicas de la invención está dada únicamente a modo de ejemplo y no pretende limitar la presente explicación, su aplicación o uso. En las figuras, los numerales de referencia idénticos se refieren a la misma o similares partes y características.
La Figura 1 muestra una sección transversal radial a través de un borde (100).
La Figura 2 muestra una sección transversal radial a través de un borde (100).
La Figura 3 muestra un estante de malla (122) y un estante de placa inferior (123).
La Figura 4 muestra un contrapeso (130).
La Figura 5 muestra un acercamiento de una varilla de ensamble (133) y una envoltura de ensamble (134). La Figura 6 muestra un borde (100) unido a una pared de reactor (300).
La Figura 7 muestra una parte de una estructura de soporte para un catalizador por oxidación de amoniaco. La Figura 8 muestra una comparación de tensiones térmicas en los bordes (100) de dos estructuras de soporte de catalizador.
La Figura 9 muestra una comparación de deformación térmica en los bordes (100) de dos estructuras de soporte de catalizador.
La Figura 10 muestra una comparación de temperaturas en los bordes (100) de dos estructuras de soporte de catalizador, en varios tiempos después del inicio del reactor.
Los siguientes números de referencia son utilizados en la descripción y las figuras:
100 - borde; 110 - reborde superior; 111 - sección plana; 112 - borde externo redondeado; 113 - borde interno redondeado; 120 - pared interna; 121 - placa portadora; 122 - estante de malla; 1221 - ranuras de expansión en estante de malla; 1222 - agujeros en el extremo de las ranuras de expansión en estante de malla; 123 - estante de placa inferior; 1231 - ranuras de expansión en estante de placa inferior; 1232 - agujeros en extremo de las ranuras de expansión en estante de placa inferior; 124 - anillo rompeolas; 150 - pared externa; 130 - contrapeso; 131 - escudo de calor en contrapeso; 132 - manija de contrapeso; 133 - varilla de ensamble de contrapeso; 1331 - esquinas romas de varilla de ensamble; 134 - cubierta de ensamble de contrapeso; 1341 - esquinas romas de cubierta de ensamble; 140 - soporte de borde; 200 - cuerpo; 210 - estructura de panal de abejas; 300 - pared de reactor; 310 - bobinas de pared de reactor; 320 - escudo de calor entre borde (100) y bobinas de pared de reactor (310); 330 - unión de borde superior a pared de reactor; 331 - unión de borde inferior a pared de reactor.
Descripción de la invención
Como se usa más adelante en este texto, las formas singulares "un”, "uno”, "el” incluyen tanto el singular como el plural, a menos que el contexto claramente indique lo contrario.
Los términos "comprenden”, "comprende” como se usan más adelante son sinónimos con "que incluye”, "incluye” o "contiene”, "contienen” y son inclusivos o abiertos y no excluyen partes adicionales, elementos o pasos de método sin mencionar. Cuando esta descripción se refiera a un producto o proceso que "comprende” características, partes o pasos específicos, esta se refiere a la posibilidad de que otras características, partes o pasos también puedan estar presentes, pero también se puede referir a modalidades que solo contienen las características, partes o pasos indicados. La enumeración de valores numéricos por medio de rangos de figuras comprende todos los valores y fracciones en estos rangos, así como los puntos de extremo citados.
El término "aproximadamente” como se usa cuando se refiere a un valor medible, tal como un parámetro, una cantidad, un periodo de tiempo, y similares, pretende incluir variaciones de /-10 % o menos, preferentemente /- 5 % o menos, más preferentemente /-1 % o menos, y aún más preferentemente /- 0,1 % o menos, del valor especificado, en la medida en que las variaciones se apliquen a la invención divulgada aquí. Se debe entender que el valor al cual se refiere el término "aproximadamente” per se también ha sido divulgado.
A menos que se defina lo contrario, todos los términos divulgados en la invención, incluyendo términos técnicos y científicos, tienen el significado que un experto en la materia usualmente les da. Para mayor orientación, las definiciones se incluyen para explicar los términos que son usados en la descripción de la invención.
En los siguientes apartes, se definen en mayor detalle diferentes aspectos o modalidades de la invención. Cada aspecto o modalidad definida se puede combinar con cualquier otro aspecto o modalidad a menos que se indique claramente lo contrario. En particular, cualquier característica indicada por ser preferida o ventajosa puede ser combinada con cualquier otra característica indicada por ser preferida o ventajosa. Se debe entender que las características introducidas por expresiones tales como "en algunas modalidades”, "normalmente”, o "preferentemente”, son características opcionales, las cuales no son esenciales para la invención, sino que pueden ilustrar modalidades ventajosas.
Referencia a lo largo de esta descripción a "una modalidad” significa que una característica o estructura particular descrita en conexión con la modalidad está incluida en por lo menos una modalidad de la presente invención. Así, las apariciones de las frases "en una modalidad” en varios lugares a lo largo de esta descripción no se refieren necesariamente a la misma modalidad. Además, las características o estructuras particulares se pueden combinar en cualquier forma adecuada, como sería evidente para un experto en la materia a partir de esta divulgación, en una o más modalidades. Adicionalmente, aunque algunas modalidades descritas aquí incluyen algunas pero no otras características incluidas en otras modalidades, las combinaciones de características de diferentes modalidades pretenden estar dentro del alcance de la invención, y forman diferentes modalidades, como sería entendido por los expertos en la materia.
La presente divulgación se relaciona con quemadores de amoniaco y sus componentes, y suministra un borde y una estructura de soporte de catalizador que comprende ese borde. El borde es una estructura altamente efectiva para acomodar la tensión térmica durante la operación normal de los quemadores de amoniaco. Durante la operación normal en un quemador de amoniaco, el borde se une a la pared de reactor y soporta un cuerpo que comprende un catalizador.
En consecuencia, aquí se suministra un borde para un sistema de soporte de catalizador. Este puede ser usado en varios procesos que involucran procesos catalíticos de alta temperatura y es especialmente adecuado para uso en quemadores de oxidación de amoniaco. El borde comprende un reborde superior y una pared interna. El reborde superior comprende una sección plana, un borde externo redondeado y un borde interno redondeado. El borde externo redondeado y el borde interno redondeado están separados por la sección plana. El borde es normalmente una estructura anular formada por los anteriormente mencionados borde externo redondeado, borde interno redondeado, sección plana y pared interna. El borde interno redondeado está más cercano al centro de la estructura anular que la sección plana, y la sección plana está más cerca al centro de la estructura anular que el borde externo redondeado.
El presente borde es altamente efectivo al evitar la ocurrencia de tensiones térmicas excesivas, extendiendo de esta forma la utilidad de las cestas de quemador de amoniaco, y aumentando la eficiencia de los procesos de oxidación de amoniaco. Este comprende pocas partes, lo cual lo hace particularmente fácil de fabricar y de instalar. Adicionalmente, la estructura únicamente comprende una cantidad limitada de soldaduras, lo cual limita la cantidad de posiciones que son vulnerables a grietas inducidas por tensión. El presente borde además es robusto, funciona eficientemente, y debido a que tiene una propensión reducida a grietas, reduce la cantidad de paso de amoniaco durante la operación normal de un quemador de amoniaco en el cual se utiliza el presente borde. Adicionalmente, el presente borde es fácil de mantener.
El término "borde externo redondeado” como se usa aquí se refiere a la parte externa del reborde superior. Este puede ser descrito como que es una estructura curvada. Durante la operación de un quemador de amoniaco, este se puede conectar a la pared de reactor del quemador de amoniaco. Dicha conexión entre el borde y la pared de reactor se denomina una unión de borde superior a la pared de reactor. En algunas modalidades, el borde externo redondeado se conecta a la pared de reactor por medio de un sello de soldadura y/o por medio de un soporte de borde. Un soporte de borde es un borde anular unido a la pared de reactor sobre el cual descansa el borde superior redondeado.
Alternativamente, el borde puede comprender una pared externa, y el borde externo redondeado se conecta a la pared externa del borde la cual, durante la operación normal, se conecta a pared de reactor. Una conexión entre la pared externa del borde y la pared de reactor se denomina una unión de borde inferior a la pared de reactor. También es posible que tanto el borde externo redondeado como la pared externa del borde se conecten a la pared de reactor. Generalmente, la conexión entre la pared de reactor y el borde externo redondeado y/o la pared externa del borde es una soldadura. En consecuencia, se puede formar una conexión fuerte entre la pared de reactor y el borde.
Normalmente, el grosor de la pared externa es sustancialmente uniforme. En otras palabras, el grosor de la pared externa es normalmente constante dentro de un margen de error de 10 %, preferentemente 5 %, más preferentemente 1 %. Sin unirse por la teoría, un grosor uniforme del borde puede llevar a una distribución uniforme de tensión térmica y un riesgo reducido de grietas.
El término "borde interno redondeado” como se usa aquí se refiere a la parte interna del reborde superior. Este se puede describir como que es una estructura curva que conecta el reborde superior con la pared interna.
El término "sección plana” como se usa aquí se refiere a una parte sustancialmente plana del reborde superior entre el borde interno redondeado y el borde externo redondeado. Esta es una estructura anular la cual, durante la operación normal, aumenta la distancia entre la pared interna del borde y la pared de reactor del quemador de amoniaco. En consecuencia, la tensión térmica puede estar acomodada efectivamente en el borde.
Se entenderá que en la práctica, la sección plana no necesariamente necesita ser perfectamente plana, sino que puede ser más o menos curva. Por ejemplo, la sección transversal radial de la sección plana puede describir un arco que se angosta en un ángulo de menos de 10°, menos de 5°, o menos de 1°. Aumentar la curvatura de la sección plana puede disminuir la flexibilidad del borde. En consecuencia, la sección plana es normalmente sustancialmente plana.
Normalmente, el reborde superior tiene un grosor que es sustancialmente uniforme. En otras palabras, el grosor del reborde superior es normalmente constante dentro de un margen de error de 10 %, preferentemente 5 %, más preferentemente 1 %. Sin embargo, el grosor de la pared no es un parámetro clave siempre y cuando las paredes sean lo suficientemente gruesas para soportar las cargas adecuadas bajo condiciones de operación normales y con tolerancias adecuadas para corrosión (por ejemplo, por oxidación).
La pared interna comprende una placa portadora, un estante de malla y un estante de placa inferior. El estante de malla y el estante de placa inferior se unen a la placa portadora. La placa portadora se une al reborde superior en el borde interno redondeado. Adicionalmente o alternativamente, la pared interna se puede describir así: la pared interna comprende una placa portadora, la cual a su vez comprende un borde superior y un borde inferior. En su borde superior, la placa portadora se conecta al borde interno redondeado del reborde superior. En su borde inferior, el estante de placa inferior se conecta a la placa portadora. Entre el borde superior y el borde inferior de la placa portadora, el estante de malla se une a la placa portadora. Durante la operación normal, el estante de malla soporta las mallas catalizadoras, y el estante de placa inferior soporta un estante inferior, normalmente una estructura en panal de abejas flotante libre.
Preferentemente, la placa portadora es plana. La placa portadora está normalmente formada a partir de una hoja de metal simple. Así, la construcción de la placa portadora se simplifica y la placa portadora no comprende puntos débiles tales como soldaduras, lo cual aumenta su flexibilidad durante la operación normal. Preferentemente, la placa portadora tiene un grosor uniforme. Alternativamente, el grosor de la placa portadora es preferentemente constante dentro de un margen de error de 10 %, preferentemente en un margen de error de 5 %, más preferentemente en un margen de error de 1 %. Esto reduce las tensiones térmicas en la placa portadora.
En algunas modalidades, la sección plana tiene un ancho de 2,0 cm a 20,0 cm, preferentemente un ancho de 2,0 a 10,0 cm. Esto ayuda a obtener un aislamiento térmico adecuado entre las mallas catalizadoras y la pared de reactor durante la operación normal de un quemador de amoniaco en el cual se utiliza el borde.
En algunas modalidades, el borde externo redondeado y/o el borde interno redondeado tienen un radio de curvatura de por lo menos 20 y máximo 100 mm, preferentemente de 25 a máximo 50 mm. Un radio más grande mayor a 75 mm puede reducir la cantidad de espacio disponible para la sección plana y así reduce el área superficial de catalizador disponible. El radio de curvatura ayuda a mitigar las tensiones térmicas excesivas en el borde.
En algunas modalidades, la relación del ancho de la sección plana y el radio de curvatura del borde externo redondeado es entre 2,5 y 3,0. Esto ayuda a mitigar las tensiones térmicas excesivas en el borde. También, ayuda a obtener el aislamiento térmico adecuado entre las mallas catalizadoras y la pared de reactor.
En algunas modalidades, la relación del ancho de la sección plana y el radio de curvatura del borde interno redondeado es entre 0,50 y 10,0, preferentemente la relación del ancho de la sección plana y el radio de curvatura del borde interno redondeado es entre 2,5 y 3,0. Esto ayuda a mitigar las tensiones térmicas excesivas en el borde. También, ayuda a obtener aislamiento térmico adecuado entre las mallas catalizadoras y la pared de reactor.
En algunas modalidades, el radio de curvatura del borde externo redondeado es igual al radio de curvatura del borde interno redondeado dentro de un margen de error de 10,0 %, preferentemente 5,0 %, más preferentemente 2,0 %, más preferentemente 1,0 %.
En algunas modalidades, el reborde superior tiene un grosor entre 2 y 6 mm, por ejemplo, entre 3 y 5 mm.
En algunas modalidades, el borde es una estructura anular que tiene un diámetro externo entre 1 m y 7 m, más normalmente entre 3 m y 7 m, pero las plantas de alta presión normalmente tienen un borde con un diámetro externo de 1 a 1,5 m.
En algunas modalidades, l
Figure imgf000006_0001
relación del ancho de la sección plana y el diámetro externo del borde es entre 30 y 550. En algunas modalidades, la placa portadora tiene un grosor entre 3 mm y 12 mm, preferentemente un grosor entre 4 y 6 mm.
En algunas modalidades, la placa portadora tiene una longitud de 300 a 400 mm.
En algunas modalidades, l
Figure imgf000006_0002
relación de la longitud de la placa portadora y su grosor es entre 25 y 100.
En algunas modalidades, l
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relación de la longitud de la placa portadora y el ancho de la sección plana es entre 1,5 y 8.
Estas características ayudan a asegurar que el catalizador se puede soportar efectivamente y el borde permanece flexible, lo cual ayuda a acomodar las tensiones térmicas.
El estante de malla es normalmente formado como una placa que se une a la placa portadora. Normalmente, el estante de malla se suelda a la placa portadora. En algunas modalidades, el estante de malla tiene un grosor de 3 a 20 mm, preferentemente un grosor entre 6 y 12 mm. En algunas modalidades, el ancho del estante de malla es 30 mm a 90 mm, preferentemente entre 50 y 70 mm. Preferentemente, el estante de malla está orientado en un ángulo de 90° con respecto a la placa portadora. En algunas modalidades, la relación del ancho del estante de malla al grosor del estante de malla es entre 1,5 y 18. En algunas modalidades, la relación del ancho del estante de malla al ancho de la sección plana es entre 0,15 y 1,8. Esto permite soportar efectivamente las mallas catalizadoras mientras que también permite acomodar la expansión térmica durante el uso normal.
En algunas modalidades, el estante de malla comprende una pluralidad de ranuras de expansión. Preferentemente, las ranuras de expansión son 0,25 a 0,5 veces el grosor del estante. En modalidades típicas, esto puede corresponder a entre 1 y 2 mm de ancho. Las ranuras de expansión preferentemente terminan en un agujero circular, más preferentemente un agujero circular que tiene un diámetro de 3 mm a 12 mm, por ejemplo, un diámetro entre 5 y 10 mm. Preferentemente, la longitud de las ranuras de expansión es 20 a 50 mm, más preferentemente 25 a 40 mm. Preferentemente, la distancia entre las ranuras de expansión adyacentes en el estante de malla es 120 mm a 180 mm.
En algunas modalidades, las ranuras de expansión se extienden a través de 20 a 70 % del ancho del estante de malla, por ejemplo, 40 a 50 % del estante de malla. En algunas modalidades, la relación de la longitud de las ranuras de expansión al ancho de las ranuras de expansión es entre 7,5 y 35. En algunas modalidades, la relación del diámetro del agujero circular al ancho de las ranuras de expansión es entre 1 y 7.
Preferentemente, el borde es una estructura anular y las ranuras de expansión están alineadas en direcciones radiales. De forma equivalente, las ranuras de expansión están preferentemente orientadas perpendicularmente a los bordes con forma de anillo del estante de malla.
En algunas modalidades, el estante de malla se une a la placa portadora por medio de soldadura a una distancia de 6,0 a 10,0 cm desde la parte superior de la placa portadora, en donde la expresión "parte superior de la placa portadora” indica la posición donde la placa portadora termina y donde el borde interno redondeado se inicia. En algunas modalidades, esta distancia es entre 0,3 y 2 veces el ancho de la sección plana.
Un estante de malla así diseñado se eleva a las tensiones térmicas menores en comparación con los estantes de malla en los sistemas existentes.
En algunas modalidades, el estante de placa inferior tiene un grosor de 3 a 20 mm, preferentemente un grosor entre 6 y 12 mm. En algunas modalidades, la relación del ancho del estante de placa inferior y su grosor es entre 2 y 14. Preferentemente, el estante de placa inferior está orientado en un ángulo de 90° con respecto a la placa portadora.
En algunas modalidades, el estante de placa inferior tiene un ancho entre 40 y 100 mm. En algunas modalidades, la relación del ancho del estante de placa inferior y el ancho de la sección plana es entre 0,8 y 1,4. Preferentemente, el estante de placa inferior crea un ángulo entre 88° y 92°, más preferentemente un ángulo de 90,0°, con la placa portadora.
En algunas modalidades, el estante de placa inferior comprende una pluralidad de ranuras de expansión. Preferentemente, las ranuras de expansión tienen 1 mm a 2 mm de ancho. Las ranuras de expansión preferentemente terminan en un agujero, más preferentemente un agujero circular, más preferentemente un agujero circular que tiene un diámetro de 3 mm a 12 mm. Preferentemente, la longitud de las ranuras de expansión es 15 a 70 mm, más preferentemente 20 a 400 mm. Preferentemente, la distancia entre las ranuras de expansión adyacentes en el estante de placa inferiores 120 mm a 180 mm. Preferentemente, el borde es una estructura anular y las ranuras de expansión están alineadas en direcciones radiales. De forma equivalente, las ranuras de expansión preferentemente están perpendicularmente orientadas a los bordes con forma de anillo del estante de placa inferior.
En algunas modalidades, las ranuras de expansión se extienden a través de 20 a 70 % del ancho del estante de placa inferior, por ejemplo, 40 a 50 % del estante de placa inferior. En algunas modalidades, la relación de la longitud de las ranuras de expansión al ancho de las ranuras de expansión es entre 7,5 y 35. En algunas modalidades, la relación del diámetro del agujero circular al ancho de las ranuras de expansión es entre 1 y 7. Las ranuras de expansión reducen las tensiones térmicas en el estante de malla y en el estante de placa inferior.
El reborde superior y la placa portadora se pueden formar de una hoja simple de metal, o pueden estar hechos de varias hojas de metal que se sueldan juntas. Preferentemente, el reborde superior y la placa portadora, tomadas juntas, se forman de no más de dos hojas de metal y comprenden máximo una soldadura. Preferentemente, la soldadura está presente entre la sección plana y el borde interno redondeado del reborde superior. Métodos alternos para la producción del borde pueden incluir unión por difusión, soldadura por fricción-agitación o una extrusión, con una soldadura final, sin embargo, la soldadura es la técnica más comúnmente utilizada. En consecuencia, el borde externo redondeado y la sección plana están preferentemente hechos de una hoja simple de metal, y el borde interno redondeado y la placa portadora están preferentemente hechos de otra hoja simple de metal, y las dos hojas de metal preferentemente se sueldan juntas en el punto donde la sección plana y el borde interno redondeado se encuentran. Así, se suministra un borde (rin) el cual es particularmente fácil de ensamblar, y el cual es altamente efectivo para acomodar tensiones térmicas.
En algunas modalidades, el borde (rin) comprende una pared externa. En dichas modalidades, el reborde superior y la pared externa pueden estar hechos de una hoja simple de metal, o pueden estar hechos de más de una hoja de metal, por ejemplo, dos hojas de metal, las cuales se sueldan juntas. En algunas modalidades, la pared externa se suelda al borde externo redondeado.
En algunas modalidades, el borde (rin) además comprende un anillo rompeolas. El anillo rompeolas se une a la placa portadora entre el estante de placa inferior y el estante de malla. Sin unirse por la teoría, el anillo ayuda a asegurar que el rompeolas efectivamente previene que el amoniaco pase a lo largo del borde (rin) durante todas las condiciones de operación incluyendo inicio, operación normal, apagado, reinicio, etc.
En algunas modalidades, el anillo rompeolas tiene un ancho entre 10,0 y 20,0 mm, preferentemente el anillo rompeolas tiene un ancho de 15,0 mm. En algunas modalidades, el ancho del anillo rompeolas es entre 0,05 y 2 veces el ancho de la sección plana.
En algunas modalidades, el anillo rompeolas tiene un grosor entre 10,0 y 20,0 mm, preferentemente el anillo rompeolas tiene un grosor de 15,0 mm. En algunas modalidades, el grosor del anillo rompeolas es entre 0,05 y 2 veces el ancho de la sección plana.
En algunas modalidades, el ancho del anillo rompeolas es igual al grosor del anillo rompeolas dentro de un margen de error de 10 %, preferentemente 5 %, más preferentemente 2 %, incluso más preferentemente 1 %.
Preferentemente, la distancia entre el estante de placa inferior y el anillo rompeolas es entre 100 mm y 200 mm, más preferentemente 120-150 mm. Uno o más rompeolas se pueden unir al anillo rompeolas, por ejemplo, uno o más rompeolas como se divulga en WO2004005187. Estos rompeolas ayudan a mantener una distribución uniforme del material de empaque, lo cual reduce el riesgo de quiebre de la malla catalizadora. La distancia entre el estante de placa inferior y el anillo rompeolas se basa en un punto medio entre la altura del catalizador, el ángulo del rompeolas (por ejemplo, 30°) y la necesidad de permitir acceso al anillo después de haber instalado los rompeolas.
Además, se suministra un sistema de soporte de catalizador para quemadores de oxidación de amoniaco que comprende un borde (rin) como se divulga aquí. El sistema de soporte de catalizador además comprende un cuerpo. El cuerpo comprende una o más mallas catalizadoras y una placa inferior. En algunas modalidades, la placa inferior comprende una estructura de panal de abejas.
Durante el uso normal, el estante de malla soporta la una o más mallas catalizadoras y el estante de placa inferior soporta la placa inferior. El presente borde (rin) permite la acomodación altamente eficiente de tensiones térmicas de las mallas catalizadoras y la placa inferior.
En algunas modalidades, se suministra un material de empaque entre la placa inferior y la una o más mallas catalizadoras. El material de empaque puede comprender un catalizador de disminución de N2O.
Cuando se suministra un material de empaque entre la placa inferior y la una o más mallas catalizadoras, preferentemente se suministra uno o más rompeolas. Ellos permiten evitar la formación de hendiduras más profundas de ca. 20-30 mm en el empaque, previniendo de esta forma el desgarre de las mallas catalizadoras y pasar el gas de proceso. Los rompeolas adecuados se divulgan en WO2004005187.
El rompeolas preferentemente comprende una placa perforada que está orientada en un ángulo entre 20° y 40°, por ejemplo, en un ángulo de 30°, con respecto a la placa inferior.
El rompeolas además comprende una parte superior. Durante el uso normal, la parte superior del rompeolas es 10-50 mm, preferentemente 20-40 mm removido desde la una o más mallas. Durante el uso normal, la parte superior del rompeolas se ubica por debajo de la una o más mallas. Preferentemente, el rompeolas tendrá libertad de moverse tanto horizontal como verticalmente y puede mantenerse en su lugar con el uso de un perfil en L soldado al anillo rompeolas. El rompeolas ayuda a mantener una distribución uniforme de material de empaque, lo cual reduce el riesgo de quiebre de la malla catalizadora.
Preferentemente, el borde (rin) y el cuerpo de la estructura de soporte de catalizador están hechos de una aleación de níquel-hierro-cromo. Dichas aleaciones resisten de forma adecuada las altas temperaturas y el ambiente químico que ocurre durante la operación normal de los quemadores de amoniaco.
Además, se suministra aquí un quemador de amoniaco que comprende un recipiente de reactor y un sistema de soporte de catalizador como se suministra aquí. El recipiente de reactor comprende una pared de reactor, y el sistema de soporte de catalizador se puede unir a la pared de reactor por medio de una o más soldaduras. Adicionalmente o alternativamente, el sistema de soporte de catalizador puede unirse a la pared de reactor por medio de un soporte de borde. Preferentemente, el borde externo redondeado se suelda a la pared de reactor.
En algunas modalidades, un escudo de calor se instala entre el sistema de soporte de catalizador y la pared de reactor. En algunas modalidades, una o más bobinas de pared se unen a la pared de reactor. Las bobinas de pared pueden proteger el recipiente de presión del sobrecalentamiento y pueden enfriar la pared externa. En estas modalidades, el escudo de calor se instala entre el sistema de soporte de catalizador y las bobinas de pared. En algunas modalidades, el escudo de calor tiene un grosor entre 1 mm y 2 mm. El escudo de calor ayuda a asegurar que toda la parte inferior de la estructura de soporte de catalizador opera a una temperatura mayor a 800 °C durante condiciones de operación normales. También, reduce el flujo de calor a la pared de reactor y las bobinas de pared. En consecuencia, el escudo de calor reduce las tensiones térmicas y suministra ahorros de energía. Adicionalmente, el escudo de calor ayuda a asegurar que los sellos de soldadura en o cerca de la pared de reactor se mantienen en condiciones que están fuera del rango que es crítico para rupturas inducidas por tensión: en particular, preferentemente se evitan las condiciones de operación que involucran alta deformación por tracción (s>0,001) localizada en un sello de soldadura, y una temperatura en el rango de 500-750 °C.
Preferentemente, la distancia entre la pared interna del borde (rin) y las bobinas de pared es 25 mm a 40 mm, pero puede ser mayor o menor dependiendo del diámetro del borde (rin). Esto asegura que se suministre suficiente espacio entre la estructura de soporte de catalizador y las bobinas de pared para permitir la dilatación térmica; durante el uso normal, la dilatación térmica de la estructura de soporte de catalizador es significativamente mayor a la de las bobinas de pared debido a que la estructura de soporte de catalizador es operada a temperaturas significativamente mayores a las bobinas de pared.
En algunas modalidades, el quemador de amoniaco está provisto de una pluralidad de contrapesos. Durante el uso normal, los pesos de sujeción se ubican sobre el estante de malla, y se sujetan a las mallas catalizadoras. Preferentemente, los pesos de sujeción individuales tienen una masa menor a 25 kg, más preferentemente menor a 20 kg, incluso más preferentemente menor a 15 kg. En algunas modalidades, se suministra un total de 10 a 25 contrapesos. En algunas modalidades, la altura de los contrapesos está entre 60 mm y 100 mm. En algunas modalidades, la relación de la altura de los contrapesos y el ancho de la sección plana es entre 0,3 y 2. Los contrapesos mantienen eficientemente las mallas catalizadoras en su lugar.
En algunas modalidades, se suministra uno o más escudos de calor sobre el uno o más contrapesos. Preferentemente, el uno o más escudos de calor tienen una altura entre 50 mm y 250 mm. En algunas modalidades, la relación de la altura de los escudos de calor y el ancho de la sección plana es entre 0,25 y 2. Los escudos de calor reducen las pérdidas de calor a la pared del reactor y también pueden reducir la radiación que puede afectar a la parte superior del borde (rin).
En algunas modalidades, se suministra una o más manijas en la parte superior del uno o más contrapesos. Preferentemente, la una o más manijas tienen una altura entre 2,5 y 7,5 cm. En algunas modalidades, se suministran dos manijas en cada contrapeso.
Preferentemente, el uno o más contrapesos son doblados. Estos preferentemente tienen el mismo radio de curvatura del anillo. En algunas modalidades, el uno o más contrapesos son doblados sobre un ángulo de 10° a 30° sobre toda su longitud.
En algunas modalidades, el uno o más contrapesos comprenden una varilla de ensamble en un primer extremo y una cubierta de ensamble en un segundo extremo. Durante el uso normal, la varilla de ensamble y la cubierta de ensamble de contrapesos adyacentes se acoplan de forma deslizante, formando así una conexión desmontable deslizable entre los contrapesos adyacentes.
En algunas modalidades, la varilla de ensamble tiene una longitud entre 3,0 cm y 7,0 cm; y la cubierta de ensamble tiene una longitud entre 3,0 cm y 7,0 cm. Preferentemente, la varilla de ensamble tiene un ancho entre 0,8 cm y 1,2 cm. Preferentemente, la cubierta de ensamble tiene un ancho entre 1,0 cm y 1,4 cm. Preferentemente, la cubierta de ensamble tiene un ancho que es 1,0 a 3,0 mm más ancho.
Preferentemente, tanto la varilla de ensamble como la cubierta de ensamble comprenden esquinas romas. Las esquinas romas presentan un borde oblicuo que está orientado en un ángulo de 30° a 60° con respecto al correspondiente extremo del contrapeso.
La varilla de ensamble y la cubierta de ensamble permiten la fácil instalación de los contrapesos. También, durante la operación normal, la varilla de ensamble se puede deslizar en la cubierta de ensamble, acomodando de esta forma eficientemente la dilatación térmica con una cantidad mínima de tensiones térmicas en los contrapesos.
Además, aquí se suministra el uso de un borde (rin) de acuerdo con la presente divulgación para la oxidación catalítica de amoniaco.
Además, aquí se suministra el uso de un sistema de soporte de catalizador de acuerdo con la presente divulgación para la oxidación catalítica de amoniaco.
Además, aquí se suministra el uso de un quemador de amoniaco de acuerdo con la presente divulgación para la oxidación catalítica de amoniaco.
Además, aquí se suministra un método para oxidar amoniaco. El método comprende los pasos de: 1) suministrar un quemador de amoniaco de acuerdo con la presente divulgación; 2) dirigir una mezcla de aire y amoniaco sobre la una o más mallas catalizadores; y 3) oxidar catalíticamente el amoniaco.
EJEMPLOS
Ejemplo 1
En un primer ejemplo, se hace referencia a la Figura 1, la cual muestra una sección transversal radial a través de un borde (rin) (100). El borde (100) es una estructura anular que comprende un reborde superior (110) y una pared interna (120). El reborde superior (110) comprende una sección plana (111), un borde externo redondeado (112) y un borde interno redondeado (113). La pared interna (120) comprende una placa portadora (121), un estante de malla (122) y un estante de placa inferior (123). El estante de malla (122) y el estante de placa inferior (123) se unen a la placa portadora (121).
Ejemplo 2
En un segundo ejemplo, se hace referencia a la Figura 2, la cual muestra una sección transversal radial a través de un borde o rin (100). El borde (100) es una estructura anular que comprende un reborde superior (110) y una pared interna (120). Este tiene un diámetro externo de 4,92 m.
El reborde superior (110) comprende una sección plana (111), un borde externo redondeado (112) y un borde interno redondeado (113). El reborde superior (110) se fabrica de una hoja de metal y tiene un grosor de 4,0 mm. La sección plana (110) tiene un ancho de 13,2 cm. Tanto el borde externo redondeado (112) como el borde interno redondeado (113) tienen un radio de curvatura de 4,4 cm. El borde externo redondeado (112) se conecta a una pared de reactor (no mostrada) por medio de un soporte de borde (140). El borde interno redondeado (113) se suelda a la pared interna (120).
La pared interna (120) comprende una placa portadora (121), un estante de malla (122), un estante de placa inferior (123) y un anillo rompeolas (124). El estante de malla (122), el estante de placa inferior (123) y el anillo rompeolas (124) se unen a la placa portadora (121). La placa portadora (121) tiene un grosor de 6,0 mm y un ancho de 337,5 mm. El estante de malla (122) tiene un grosor de 1,0 cm y un ancho de 6,0 cm. El estante de malla (122) crea un ángulo de 90° con la placa portadora (121) y se une a la placa portadora por medio de soldadura a una distancia de 8,0 cm desde la parte superior de la placa portadora, es decir, desde la posición donde la placa portadora (121) termina y donde el borde interno redondeado (113) comienza. El estante de placa inferior (123) tiene un grosor de 10 mm y un ancho de 55 mm, y crea un ángulo de 90,0° con la placa portadora (121). El anillo rompeolas (124) tiene un grosor y un ancho de 15 mm y se ubica a una distancia de 138 mm desde el estante de placa inferior (123).
18 contrapesos (130) se ubican sobre el estante de malla (122). Los contrapesos (130) sujetan mallas catalizadoras y/o soportes de catalizador durante el uso normal de un quemador de amoniaco en el cual se utiliza el presente borde (100). Los contrapesos (130) tienen una altura de 8,0 cm. Sobre la parte superior de los contrapesos (130), se ubica un escudo de calor (131) y una manija (132). El escudo de calor (131) tiene una altura de 75 mm. La manija (132) tiene una altura de 51 mm.
Ejemplo 3
En un segundo ejemplo, se hace referencia a la Figura 3. La Figura 3 muestra un estante de malla (122) y un estante de placa inferior (123). Tanto el estante de malla (122) como el estante de placa inferior (123) comprenden 100 ranuras de expansión (1221, 1231). Las ranuras de expansión (1221, 1231) terminan en un agujero circular (1222, 1232). El estante de malla (122) y el estante de placa inferior (123) son estructuras anulares, y las ranuras de expansión (1221, 1231) están alineadas con direcciones radiales. De forma equivalente, las ranuras de expansión (1221, 1231) son perpendiculares a los bordes con forma de anillo del estante de malla (122) y el estante de placa inferior (123).
Las ranuras de expansión (1221) del estante de malla (122) tienen 3 mm de ancho y 25 mm de largo. Los correspondientes agujeros (1222) tienen un radio de 2,5 mm. Las ranuras de expansión (1231) del estante de placa inferior (123) tienen 3 mm de ancho y 20 mm de largo. El radio de los correspondientes agujeros (1232) es 2,5 mm.
Ejemplo 4
En un tercer ejemplo, se hace referencia a la Figura 4. La Figura 4 muestra una vista superior de un contrapeso (130) como se suministra aquí. Un total de 18 contrapesos son comúnmente utilizados en un quemador de amonia sujetar las mallas catalizadoras.
El contrapeso (130) comprende un escudo de calor (131), dos manijas (132), una varilla de ensamble (133) y una cubierta de ensamble (134).
El contrapeso se dobla sobre un ángulo de 20° sobre toda su longitud. El ángulo de doblado sobre la distancia entre dos correspondientes puntos en las dos manijas es 12°. La altura del contrapeso (130), excluyendo la altura de la manija (132) y el escudo de calor (131), es 80 mm. La manija tiene 157 mm de largo y 45 mm de largo. Esta tiene forma como una varilla doblada que tiene un diámetro de 12 mm. El escudo de calor tiene 75 mm de altura y 3 mm de grueso.
La varilla de ensamble (133) sobresale de un primer extremo del contrapeso (130) y la cubierta de ensamble (134) se forma como una incisión en el segundo extremo del contrapeso (130). Durante la operación normal, cada varilla de ensamble (133) se desliza dentro de la cubierta de ensamble de un contrapeso adyacente (130) de modo que se forma un anillo cerrado de contrapesos. La varilla de ensamble tiene 50 mm de largo y 10 mm de ancho. La cubierta de ensamble tiene 50 mm de largo y 12 mm de ancho.
Ejemplo 5
En un cuarto ejemplo, se hace referencia a la Figura 5, la cual muestra un acercamiento de una varilla de ensamble (133) y una cubierta de ensamble (134). Tanto la varilla de ensamble (133) como la cubierta de ensamble (134) comprenden esquinas romas (1331, 1341). Estas esquinas romas (1331, 1341) presentan un borde oblicuo que está orientado a un ángulo de 45° con respecto al correspondiente extremo del contrapeso.
Ejemplo 6
En un sexto ejemplo, se hace referencia a la Figura 6, la cual muestra un borde (100) unido a una pared de reactor (300). Bobinas de pared (310), para enfriar la pared externa (150), se unen a la pared de reactor (300). Las bobinas de pared (310) están aisladas térmicamente del borde (100) por medio de un escudo de calor (320). El borde (100) comprende una pared externa (150) que es adyacente a la pared de reactor (300). El borde (100) se une a la pared de reactor (300) por medio de una unión de borde superior (330) entre el borde externo redondeado (112) y la pared de reactor (300), por medio de una unión de borde inferior (331) entre la pared externa del borde (150) y la pared de reactor (300), o por medio de ambos.
Ejemplo 7
En un sexto ejemplo, se hace referencia a la Figura 7, la cual muestra parte de una estructura de soporte para un catalizador de oxidación de amoniaco. En particular, se suministra un borde (100) en el perímetro de la estructura de soporte. En su lado externo, el borde (100) es adyacente aun escudo de calor (320). En su lado interno, el borde (100) es adyacente a un rompeolas (330).
Ejemplo 8
En un octavo ejemplo, se hace referencia a la Figura 8, la cual muestra una comparación de tensiones térmicas en un borde de una estructura de soporte catalizadora como se suministra aquí con tensiones térmicas en un borde de acuerdo con un diseño Uhde (véase, por ejemplo, R. Buchenau, La cesta catalizadora - Cómo prolongar la vida de servicio, documento presentado en el 3° Simposio de Ácido Nítrico UHDE, Dortmund, 26 a 28 de Mayo de 1986). En particular, la tensión Von Mises se muestra en MPa 50 minutos después de que el quemador de amoniaco se inicie. Es evidente que los bordes de acuerdo con la presente divulgación resultan en tensiones térmicas significativamente inferiores que el diseño Uhde del estado de la técnica.
Ejemplo 9
En un noveno ejemplo, se hace referencia a la Figura 9, la cual muestra una comparación de las deformaciones en un borde de una estructura de soporte catalizadora como se suministra aquí con tensiones térmicas en un borde de acuerdo con un diseño Uhde (véase, por ejemplo, R. Buchenau, La cesta catalizadora - Cómo prolongar la vida de servicio, documento presentado en el 3° Simposio de Ácido Nítrico UHDE, Dortmund, 26 a 28 de Mayo de 1986). En particular, las deformaciones se muestran a medida que ocurren 50 minutos después del inicio del reactor. Los bordes de acuerdo con la presente divulgación muestran menos tensión que el diseño Uhde de la técnica previa. La tensión reducida resulta en una deformación más uniforme y longevidad mejorada.
Ejemplo 10
En un décimo ejemplo, se hace referencia a la Figura 10, la cual muestra los perfiles de temperatura en un borde de una estructura de soporte catalizadora como se suministra aquí (paneles a-c) en comparación con los perfiles de temperatura en un borde de acuerdo con un diseño Uhde (paneles d-f, véase, por ejemplo, R. Buchenau, La cesta catalizadora - Cómo prolongar la vida de servicio, documento presentado en el 3° Simposio de Ácido Nítrico UHDE, Dortmund, 26 a 28 de Mayo de 1986). En particular, se muestran los perfiles de temperatura a 5 minutos después del inicio del reactor (paneles a y d), a 15 minutos después del inicio del reactor (paneles b y e) y a 50 minutos después del inicio del reactor (paneles c y f). Los cambios de temperatura en los bordes de la presente divulgación presentan cambios de temperatura más graduales que los bordes del diseño Uhde.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un borde (100) para un sistema de soporte catalizador (1000) para quemadores de oxidación de amoniaco que comprende un reborde superior (110) y una pared interna (120),
- comprendiendo el reborde superior (110) un borde externo redondeado (112) y un borde interno redondeado (113);
- comprendiendo la pared interna (120) una placa portadora (121), un estante de malla (122) y un estante de placa inferior (123), estando el estante de malla (122) y el estante de placa inferior (123) unidos a la placa portadora (121); y
- estando la placa portadora (121) unida al reborde superior (110) por medio del borde interno redondeado (113); caracterizado por que el reborde superior (110) comprende además una sección plana (111), en donde el borde externo redondeado (112) y el borde interno redondeado (113) están separados por dicha sección plana (111), en donde la relación del ancho de la sección plana (111) y el radio de curvatura del borde externo redondeado (112) se encuentra entre 0,50 y 10,0.
2. El borde (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la placa portadora (121) tiene un grosor que es constante en un margen de error del 10 %, preferentemente en un margen de error del 5 %, más preferentemente en un margen de error del 1 %.
3. El borde (100) de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde la placa portadora (121) es plana.
4. El borde (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el radio de curvatura del borde externo redondeado (112) es igual al radio de curvatura del borde interno redondeado (113) en un margen de error del 10,0 %, preferentemente del 5,0 %, más preferentemente del 2,0 %, más preferentemente del 1,0 %.
5. El borde (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la sección plana (111) tiene un ancho de 2,0 cm a 20,0 cm, preferentemente un ancho de 2,0 cm a 10,0 cm.
6. El borde (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el borde externo redondeado (112) y/o el borde interno redondeado (113) tienen un radio de curvatura de por lo menos 20 mm a máximo 100 mm, preferentemente 25 mm a máximo 50 mm.
7. El borde (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el estante de malla (122) y/o el estante de placa inferior (123) comprenden una pluralidad de ranuras de expansión (1221, 1231); terminando las ranuras de expansión (1221, 1231) preferentemente en un agujero (1222, 1232), más preferentemente en un agujero circular (1222, 1232), lo más preferentemente en un agujero circular (1222, 1232) que tiene un diámetro de 1 mm a 5 mm.
8. El borde de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que además comprende un anillo rompeolas (124) unido a la placa portadora (121) entre el estante de placa inferior (123) y el estante de malla (122); preferentemente en donde la distancia entre el estante de placa inferior (123) y el anillo rompeolas (124) es de entre 130 mm y 150 mm.
9. Un sistema de soporte catalizador para quemadores de oxidación de amoniaco que comprende un borde (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, y un cuerpo que comprende una o más mallas catalizadoras, y una placa inferior.
10. Un quemador de amoniaco que comprende un recipiente de reactor y un sistema de soporte catalizador de acuerdo con la reivindicación 9, comprendiendo el recipiente de reactor una pared de reactor (300), estando el sistema de soporte catalizador unido a la pared de reactor (300), el sistema de soporte catalizador está preferentemente unido a la pared de reactor por medio de una o más soldaduras.
11. El quemador de amoniaco de acuerdo con la reivindicación 10, en donde se suministra un escudo de calor (320) entre el sistema de soporte catalizador y la pared de reactor (300); preferentemente en donde una o más bobinas de pared (310) están unidas a la pared de reactor (300), estando provisto el escudo de calor (320) entre la una o más paredes de bobina (310) y el sistema de soporte catalizador.
12. El quemador de amoniaco de acuerdo con las reivindicaciones 10 u 11 que además comprende uno o más contrapesos (130) para retener la una o más mallas catalizadoras, estando provistos uno o más escudos de calor (131) preferentemente en la parte superior del uno o más contrapesos (130).
13. Uso de un borde (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, de un sistema de soporte catalizador de acuerdo con la reivindicación 9 y/o de un quemador de amoniaco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 para la oxidación catalítica de amoniaco.
14. Método para oxidar amoniaco que comprende los pasos de
- suministrar un quemador de amoniaco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12; - dirigir una mezcla de aire y amoniaco sobre la una o más mallas catalizadoras; y
- oxidar catalíticamente el amoniaco.
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