RU2808516C2 - Catalytic system, and also method for catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in medium pressure installation - Google Patents

Catalytic system, and also method for catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in medium pressure installation Download PDF

Info

Publication number
RU2808516C2
RU2808516C2 RU2021124064A RU2021124064A RU2808516C2 RU 2808516 C2 RU2808516 C2 RU 2808516C2 RU 2021124064 A RU2021124064 A RU 2021124064A RU 2021124064 A RU2021124064 A RU 2021124064A RU 2808516 C2 RU2808516 C2 RU 2808516C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
rhodium
mesh
ensemble
surface density
Prior art date
Application number
RU2021124064A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021124064A (en
Inventor
Вилли БОЛЛ
Дирк МАЙЕР
Original Assignee
Хераеус Дойчланд Гмбх Унд Ко.Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хераеус Дойчланд Гмбх Унд Ко.Кг filed Critical Хераеус Дойчланд Гмбх Унд Ко.Кг
Publication of RU2021124064A publication Critical patent/RU2021124064A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2808516C2 publication Critical patent/RU2808516C2/en

Links

Abstract

FIELD: catalytic systems.
SUBSTANCE: present invention relates to a catalytic system for the catalytic combustion of ammonia to form nitrogen oxides and a method for the catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in a medium pressure unit. A catalytic system is described for the catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in a medium-pressure unit with mesh layers of catalyst woven or knitted or crocheted from wire based on the precious metal platinum, which, located one after another in the direction of fresh gas flow, form a catalyst packing, wherein the catalyst packing consists of a front ensemble with three catalyst meshes having the first average surface density, and a downstream ensemble of catalyst mesh layers located behind the front ensemble, having a second average surface density, and the decrease in the average surface density of the front ensemble relative to the second average surface density is from 1.5% to 29%, and the fact that the first average surface density lies in the range from 410 to 530 g/m2, and the second average surface density in the range from 540 to 790 g/m2. Also described is a method for the catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in a medium pressure unit by passing fresh gas containing ammonia and oxygen through the catalytic system, wherein the ammonia is burned, the fresh gas having an ammonia content of 9.5 to 12 vol.% under pressure in in the range from 3.5 to 7 bar and catalyst grid temperature in the range from 870°C to 920°C is carried out with a flow rate through the above-described catalytic system in the range from 6 to 16 tN/m2⋅days.
EFFECT: achievement of a yield of the main product NO comparable to the industry standard, with a reduced use of precious metals.
14 cl, 3 dwg, 6 tbl

Description

Область техникиField of technology

Настоящее изобретение относится к каталитической системе для каталитического сжигания аммиака с образованием оксидов азота в установке среднего давления, с множеством катализаторных сеток, сотканных или связанных на спицах или крючком из металлической проволоки на основе платины, которые, располагаясь друг за другом в направлении течения свежего газа, образуют катализаторную насадку.The present invention relates to a catalytic system for the catalytic combustion of ammonia to produce nitrogen oxides in a medium-pressure unit, with a plurality of catalyst meshes woven or knitted or crocheted from platinum-based metal wire, which, arranged one behind the other in the direction of fresh gas flow, form a catalyst packing.

Кроме того, изобретение относится к способу каталитического сжигания аммиака до оксидов азота в установке среднего давления, согласно которому свежий газ, содержащий аммиак и кислород, проводится через каталитическую систему, и при этом аммиак сжигается.In addition, the invention relates to a method for the catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in a medium pressure plant, according to which fresh gas containing ammonia and oxygen is passed through the catalytic system and the ammonia is burned.

Азотную кислоту для химической промышленности и производства удобрений производят в промышленных масштабах по способу Оствальда путем окисления аммиака кислородом путем окисления аммиака кислородом в условиях гетерогенного катализа драгоценными металлами, с образованием оксида азота.Nitric acid for the chemical industry and fertilizer production is produced on an industrial scale using the Ostwald method by oxidizing ammonia with oxygen by oxidizing ammonia with oxygen under conditions of heterogeneous catalysis with precious metals, producing nitrogen oxide.

Уровень техникиState of the art

Каталитические системы, используемые для этого, устанавливаются в реакционной зоне проточного реактора в плоскости, перпендикулярной направлению потока свежего газа, при этом часто несколько катализаторных сеток размещают друг за другом, объединяя их в называемую катализаторную насадку. Катализаторные сетки представляют собой тканые или связанные крючком или на спицах одно- или многослойные структуры из тонкой проволоки из драгоценного металла. Проволока из драгоценных металлов состоит преимущественно из платины (Pt), палладия (Pd), родия (Rh) или сплавов этих металлов.The catalytic systems used for this are installed in the reaction zone of a flow reactor in a plane perpendicular to the direction of fresh gas flow, and often several catalyst grids are placed one behind the other, combining them into what is called a catalyst pack. Catalyst meshes are woven or crocheted or knitted single or multi-layer structures made of fine precious metal wire. Precious metal wire consists primarily of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) or alloys of these metals.

Окисление аммиака может проводиться при низком давлении (1-3 бара; PtRh10), среднем давлении (3,5-7 бар; PtRh5) или при высоком давлении (8-14 бар, PtRh3). В скобках для соответствующего диапазона давлений указан типичный сплав Pt с Rh, а число указывает содержание родия в весовых процентах).Ammonia oxidation can be carried out at low pressure (1-3 bar; PtRh10), medium pressure (3.5-7 bar; PtRh5) or high pressure (8-14 bar; PtRh3). A typical Pt-Rh alloy is given in parentheses for the corresponding pressure range, and the number indicates the rhodium content in weight percent).

При сжигании аммиака кислородом в качестве нежелательного побочного продукта образуется закись азота (N2O), вредная для озона и относящаяся к парниковым газам. Поэтому важно избегать, насколько это возможно, образования N2O в реакции сжигания, при этом без снижения выхода желаемых оксидов азота.When ammonia is burned with oxygen, it produces nitrous oxide ( N2O ) as an unwanted byproduct, which is harmful to ozone and a greenhouse gas. It is therefore important to avoid, as far as possible, the formation of N 2 O in the combustion reaction without reducing the yield of the desired nitrogen oxides.

В установках по производству азотной кислоты используется, в зависимости от типа конструкции, от 2 до 30 катализаторных сеток диаметром до 6 м. Использование драгоценных металлов представляет собой большие потенциальные вложения и поэтому должно удерживаться на минимально возможном уровне. С другой стороны, "каталитическая эффективность", которая является важным параметром и мерой для долговременных высоких конверсий исходных материалов и хорошего выхода, зависит от содержания драгоценных металлов.Nitric acid production plants use, depending on the type of design, from 2 to 30 catalyst meshes with a diameter of up to 6 m. The use of precious metals represents a large potential investment and must therefore be kept to the minimum possible level. On the other hand, "catalytic efficiency", which is an important parameter and measure for long-term high feed conversions and good yields, depends on the precious metal content.

В процессе окисления аммиака катализаторные сетки из-за окисления и сублимации непрерывно теряют драгоценный металл, так что время от времени (ресурс, срок службы) их требуется заменять с известными затратами. Подходящим компромиссом с точки зрения срока службы, каталитической эффективности и использования драгоценных металлов оказался сплав PtRh5, который зарекомендовал себя в качестве промышленного стандарта для катализаторов на основе драгоценных металлов для использования на установках среднего давления.During the oxidation of ammonia, catalyst grids continuously lose precious metal due to oxidation and sublimation, so from time to time (resource, service life) they need to be replaced at a certain cost. A suitable compromise in terms of service life, catalytic efficiency and precious metal use has proven to be PtRh5 alloy, which has established itself as the industry standard for precious metal catalysts for use in medium pressure applications.

Для уменьшения использования драгоценных металлов при сохранении каталитической эффективности в документе DE 10105624 A1 предлагается проточный реактор для каталитического окисления аммиака способом среднего давления, в котором используются катализаторные сетки трехмерной вязки, у которых отдельные слои петель соединены друг с другом ворсовыми нитями. Нити петель и ворсовые нити состоят из одного и того же материала, например, из PtRh5 или PtRh8.To reduce the use of precious metals while maintaining catalytic efficiency, DE 10105624 A1 proposes a flow reactor for the catalytic oxidation of ammonia in a medium-pressure process, which uses three-dimensional knitted catalyst networks in which the individual layers of loops are connected to each other by pile threads. Loop threads and pile threads are made of the same material, for example PtRh5 or PtRh8.

В примере осуществления используется испытательный реактор с катализаторной насадки из проволоки PtRh5, насадка состоит из ансамбля двух передних однослойных вязаных катализаторных сеток с поверхностной плотность 600 г/м2, среднего ансамбля трех двухслойных вязаных катализаторных сеток со сравнительно более высокой поверхностной плотностью 900 г/м2 на сетчатый слой катализатора и, наконец, из двухслойной вязаной и прошитой уточными нитями катализаторной сетки с поверхностной плотностью 800 г/м2 на сетчатый слой. Полный вес конструкции с драгоценным металлом составляет 16,5 кг, что на 4 кг меньше, чем у эталонного реактора с сопоставимой каталитической эффективностью.An example implementation uses a test reactor with a catalyst packing made of PtRh5 wire, the packing consists of an ensemble of two front single-layer knitted catalyst meshes with a surface density of 600 g/ m2 , a middle ensemble of three double-layer knitted catalyst meshes with a comparatively higher surface density of 900 g/ m2 onto the catalyst mesh layer and, finally, from a two-layer knitted and weft-stitched catalyst mesh with a surface density of 800 g/m 2 per mesh layer. The total weight of the precious metal structure is 16.5 kg, which is 4 kg less than a reference reactor with comparable catalytic efficiency.

В документе DE 60201502 T2 описываются трехмерные катализаторные сетки для осуществления гетерогенных каталитических газовых реакций для окисления аммиака кислородом воздуха в целях производства азотной кислоты и для реакции аммиака с метаном в присутствии кислорода для получения синильной кислоты. Катализаторные сетки состоят из нескольких сетчатых слоев из связанной крючком проволоки из драгоценного металла, причем между сетчатыми слоями вставлены уточные нити из проволоки из драгоценного металла.DE 60201502 T2 describes three-dimensional catalyst networks for carrying out heterogeneous catalytic gas reactions for the oxidation of ammonia with atmospheric oxygen to produce nitric acid and for the reaction of ammonia with methane in the presence of oxygen to produce hydrocyanic acid. Catalyst meshes consist of multiple mesh layers of crocheted precious metal wire, with weft threads of precious metal wire inserted between the mesh layers.

Из WO 2018/065271 A1 известна проволока для тканья или вывязывания катализаторной сетки, которая содержит от двух до восьми связанных друг с другом отдельных нитей и которая содержит по меньшей мере 90 вес.% Pt и по меньшей мере 5 вес.% Rh.From WO 2018/065271 A1 there is known a wire for weaving or knitting a catalyst mesh, which contains from two to eight individual threads connected to each other and which contains at least 90 wt.% Pt and at least 5 wt.% Rh.

Документ EP 2689841 A2 описывает катализатор из нескольких расположенных друг за другом катализаторных сеток из первой проволоки, содержащей драгоценный металл, при этом в каждую из сеток введена вторая проволока, содержащая драгоценный металл, которая задает соответствующей катализаторной сетке предпочтительную ориентацию. Катализаторные сетки размещены друг за другом таким образом, чтобы предпочтительные ориентации соседних катализаторных сеток образовывали угол от 45° до 135°, причем между соседними катализаторными сетками вставлена промежуточная сетка, выполненная из третьей содержащей драгоценный металл проволоки.EP 2689841 A2 describes a catalyst consisting of several catalyst grids arranged one behind the other of a first precious metal-containing wire, each of the grids having a second precious metal-containing wire which gives the corresponding catalyst grid a preferred orientation. The catalyst meshes are placed one behind the other in such a way that the preferred orientations of the adjacent catalyst meshes form an angle of 45° to 135°, with an intermediate mesh made of a third wire containing precious metal being inserted between the adjacent catalyst meshes.

Постановка технической задачиStatement of technical problem

Изобретение, описанное в DE 10105624 A1, требует, кроме того, высокого использования драгоценных металлов.The invention described in DE 10105624 A1 also requires a high use of precious metals.

В основе изобретения стоит задача создать каталитическую систему для применения в установке среднего давления для окисления аммиака, с которой, несмотря на уменьшенное использование драгоценных металлов, можно достичь выхода основного продукта NO, сравнимого с промышленным стандартом.The aim of the invention is to provide a catalyst system for use in a medium pressure ammonia oxidation plant with which, despite the reduced use of precious metals, it is possible to achieve a yield of the main NO product comparable to the industry standard.

Кроме того, в основе изобретения стоит задача разработать способ окисления аммиака в установке среднего давления, который позволяет достичь сравнительно высокого выхода продукта при меньшем использовании драгоценных металлов.In addition, the basis of the invention is the task of developing a method for the oxidation of ammonia in a medium-pressure installation, which makes it possible to achieve a relatively high yield of product with less use of precious metals.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В отношении каталитической системы указанная задача решена, согласно изобретению, на основе известной каталитической системы указанного во введении типа тем, что катализаторная насадка состоит из переднего ансамбля с тремя катализаторными сетками, имеющими первую среднюю поверхностную плотность, и расположенным за передним ансамблем, нижним по потоку ансамблем из сетчатых слоев катализатора, имеющих вторую среднюю поверхностную плотность, причем уменьшение средней поверхностной плотности переднего ансамбля относительно второй средней поверхностной плотности составляет от 1,5% до 29%, при этом первая средняя поверхностная плотность лежит в интервале от 410 до 530 г/м2, а вторая средняя поверхностная плотность в интервале от 540 до 790 г/м2.With regard to the catalytic system, this problem is solved, according to the invention, on the basis of a known catalytic system of the type indicated in the introduction in that the catalyst packing consists of a front ensemble with three catalyst meshes having a first average surface density, and located behind the front ensemble, a downstream ensemble of mesh catalyst layers having a second average surface density, wherein the reduction in the average surface density of the front ensemble relative to the second average surface density ranges from 1.5% to 29%, while the first average surface density lies in the range from 410 to 530 g/m 2 , and the second average surface density in the range from 540 to 790 g/ m2 .

Каталитическая система содержит катализаторную насадку, которая состоит из сетчатых слоев переднего и нижнего по потоку ансамблей сетчатых слоев катализатора, а также возможных решетчатых сеток, которые здесь подробнее не рассматриваются. Сетчатые слои катализатора катализаторной насадки образованы из одно- или многослойных катализаторных сеток из металлической проволоки на основе платины. Если не указано иное, для однослойных катализаторных сеток выражение "катализаторная сетка" используется также ниже как эквивалент "сетчатому слою катализатора".The catalyst system comprises a catalyst pack that consists of mesh layers of upstream and downstream catalyst mesh layer assemblies, as well as possible lattice meshes, which are not discussed in more detail here. The catalyst mesh beds of the catalyst pack are formed from single or multi-layer platinum-based metal wire catalyst meshes. Unless otherwise indicated, for single-layer catalyst networks, the expression "catalyst network" is also used below as equivalent to "catalyst network layer".

Передний ансамбль объединяет первые три, если смотреть в направлении течения свежего газа, сетчатых слоя катализатора. Он граничит с расположенным ниже по потоку ансамблем, который также включает несколько сетчатых слоев катализатора. Сетчатые слои катализатора перед их использованием по назначению имеют начальную номинальную поверхностную плотность, которая устанавливается, например, в спецификации или в другом предписании. Сетчатые слои катализатора ансамбля могут иметь одинаковые или разные номинальные поверхностные плотности. Рассматриваемая здесь средняя поверхностная плотность ансамбля определена как частное от деления суммы номинальных (начальных) поверхностных плотностей на число катализаторных сеток в соответствующем ансамбле. Одно- или многослойные катализаторные сетки состоят из металлической проволоки на основе драгоценного металла платины с диаметром d. Поверхностная плотность сетчатого слоя катализатора зависит, наряду с прочим, от диаметра соответствующей проволоки из драгоценного металла. Чем больше диаметр проволоки, тем выше поверхностная плотность при заданном размере петель. Обычно диаметр проволоки лежит в интервале от 40 до 120 мкм; диаметр стандартной проволоки у катализаторных сеток для установки среднего давления составляет 76 мкм. Средняя поверхностная плотность переднего ансамбля лежит в интервале от 410 до 530 г/м2, а средняя поверхностная плотность катализаторных сеток нижнего по потоку ансамбля в интервале от 540 до 790 г/м2.The front ensemble combines the first three, when viewed in the direction of fresh gas flow, mesh catalyst layers. It is adjacent to the downstream ensemble, which also includes several mesh catalyst layers. Before their intended use, the catalyst mesh layers have an initial nominal surface density, which is established, for example, in a specification or other regulation. The network catalyst layers of the ensemble may have the same or different nominal surface densities. The average surface density of the ensemble considered here is defined as the quotient of the sum of the nominal (initial) surface densities divided by the number of catalyst networks in the corresponding ensemble. Single- or multilayer catalyst meshes consist of metal wire based on the precious metal platinum with a diameter of d. The surface density of the catalyst mesh layer depends, among other things, on the diameter of the corresponding precious metal wire. The larger the wire diameter, the higher the surface density for a given loop size. Typically the wire diameter is in the range from 40 to 120 µm; The diameter of the standard wire for catalyst meshes for medium pressure installation is 76 microns. The average surface density of the upstream ensemble lies in the range from 410 to 530 g/m 2 , and the average surface density of the catalyst meshes of the downstream ensemble ranges from 540 to 790 g/m 2 .

Благодаря меньшей средней поверхностной плотности переднего ансамбля на переднем участке длины катализаторной насадки имеется меньшее заполнение пространства по сравнению с нижним по потоку ансамблем, что сопровождается значительно меньшим использованием драгоценного металла в сетчатых слоях катализатора переднего ансамбля. Вообще говоря, можно было бы ожидать, что экономия драгоценного металла будет также сопровождаться снижением каталитической эффективности каталитической системы. Однако неожиданно оказалось, что каталитическую эффективность можно поддерживать по существу постоянной (в пределах погрешности измерения примерно 0,3 абсолютных процента), если одновременно удерживать малой разницу между первой средней и второй средней поверхностными плотностями, а именно в диапазоне 1,5%-29% от второй средней поверхностной плотности, предпочтительно не более 25%.Due to the lower average surface density of the front ensemble, there is less space filling in the upstream length of the catalyst nozzle compared to the downstream ensemble, which is accompanied by significantly less precious metal use in the mesh catalyst layers of the front ensemble. Generally speaking, one would expect that the saving of precious metal would also be accompanied by a reduction in the catalytic efficiency of the catalyst system. However, it has surprisingly been found that the catalytic efficiency can be maintained substantially constant (within a measurement error of about 0.3 absolute percent) if the difference between the first average and second average surface densities is simultaneously kept small, namely in the range of 1.5%-29% from the second average surface density, preferably not more than 25%.

Желаемое максимально возможное сохранение каталитической эффективности требует сравнительно узкого диапазона средних поверхностных плотностей сетчатых слоев катализатора первого и второго ансамбля, как указано выше. Особенно хорошо зарекомендовал себя вариант осуществления каталитической системы, в котором первая средняя поверхностная плотность находится в диапазоне от 415 до 510 г/м2, а вторая средняя поверхностная плотность в диапазоне от 575 до 710 г/м2. Разница поверхностной плотности может обуславливаться толщиной проволоки из драгоценного металла. Однако оказалось, что особенно выгодно, если сетчатые слои катализатора переднего и нижнего по потоку ансамблей будут выполнены из проволоки из драгоценного металла с одинаковой или примерно одинаковой толщиной, и если разница в поверхностной плотности будет обеспечиваться в основном разным ткацким или трикотажным переплетением катализаторных сеток. Соответственно, сетчатые слои катализатора переднего ансамбля состоят из связанной крючком трикотажной структуры с первым трикотажным переплетением и первым размером петель, или из тканой структуры с первым ткацким переплетением и первым размером петель, или из связанной на спицах трикотажной структуры с первым трикотажным переплетением и первым размером петель, а сетчатые слои катализатора нижнего ансамбля состоят из связанной крючком трикотажной структуры со вторым трикотажным переплетением и вторым размером петель, или из тканой структуры со вторым ткацким переплетением и вторым размером петель, или из связанной на спицах трикотажной структуры со вторым трикотажным переплетением и вторым размером петель, причем первый размер петель больше, чем второй размер петель.The desired maximum possible preservation of catalytic efficiency requires a relatively narrow range of average surface densities of the network catalyst layers of the first and second ensemble, as indicated above. A particularly well-proven embodiment of the catalytic system is one in which the first average areal density is in the range of 415 to 510 g/m 2 and the second average areal density is in the range of 575 to 710 g/m 2 . The difference in surface density may be caused by the thickness of the precious metal wire. However, it has been found to be particularly advantageous if the upstream and downstream catalyst mesh layers of the catalyst assemblies are made of precious metal wire of the same or approximately the same thickness, and if the difference in area density is provided primarily by the different weave or knitting of the catalyst meshes. Accordingly, the front ensemble catalyst mesh layers consist of a crocheted knit structure with a first knit weave and a first loop size, or a woven structure with a first weave and a first loop size, or a knitted knit structure with a first knit weave and a first loop size , and the net catalyst layers of the lower ensemble consist of a crocheted knit structure with a second knit weave and a second loop size, or a woven structure with a second weave and a second loop size, or a knitted knit structure with a second knit weave and a second loop size , wherein the first loop size is larger than the second loop size.

Таким образом, разница в поверхностной плотности обусловлена не только или не исключительно разницей в толщине проволоки, но в основном различием ткацкого или трикотажного переплетения катализаторных сеток, а именно размером петель. Таким образом, размер петель сетчатых слоев катализатора переднего ансамбля приводит по существу к среднему весу на единицу площади, который максимум на 29%, предпочтительно максимум на 25% меньше, чем у сетчатых слоев нижнего по потоку ансамбля. Сетчатые слои катализатора нижнего по потоку ансамбля выполнены, например, в виде стандартных катализаторных сеток для работы при среднем давлении из проволоки диаметром 76 мкм и поверхностной плотностью сетчатых слоев 600 г/м2.Thus, the difference in surface density is due not only or not exclusively to the difference in wire thickness, but mainly to the difference in the weaving or knitting of the catalyst meshes, namely the size of the loops. Thus, the loop size of the upstream assembly catalyst mesh layers results in a substantially average weight per unit area that is at most 29%, preferably at most 25% less than that of the downstream assembly mesh layers. The mesh layers of the downstream catalyst ensemble are made, for example, in the form of standard catalyst meshes for operation at medium pressure from wire with a diameter of 76 microns and a surface density of the mesh layers of 600 g/m 2 .

Сравнительно более открытая конфигурация петель в сетчатых слоях катализатора переднего ансамбля может также способствовать лучшему использованию потока, установленного в катализаторной насадке, и, таким образом, более высокой селективности каталитической системы. Это связано с тем, что реакция в слоистой системе обычно протекает в передних (верхних) сетчатых слоях, в результате чего они испытывают особенно высокие тепловые и механические нагрузки. Благодаря более открытой конфигурации сеток в этой области можно нагрузку на верхние сетчатые слои распределить на находящиеся дальше вниз сетчатые слои, так что эффективность каталитической системы существенно не снижается, несмотря на меньшее использование драгоценных металлов.The comparatively more open loop configuration in the front ensemble catalyst mesh beds may also contribute to better utilization of the flow established in the catalyst pack and thus higher selectivity of the catalyst system. This is because the reaction in a layered system typically occurs in the front (top) mesh layers, causing them to experience particularly high thermal and mechanical stress. Thanks to the more open mesh configuration in this area, the load on the upper mesh layers can be distributed to the mesh layers further down, so that the efficiency of the catalytic system is not significantly reduced, despite less precious metals being used.

Чем меньше поверхностная плотность отдельного сетчатого слоя катализатора, тем больше экономия драгоценного металла. С другой стороны, при уменьшении поверхностной плотности каталитическая эффективность каталитической системы может снижаться. Поэтому в предпочтительном варианте осуществления каталитической системы предусмотрено, что поверхностная плотность сетчатых слоев катализатора переднего ансамбля является постоянной или последовательно увеличивается в направлении течения свежего газа.The lower the surface density of an individual catalyst mesh layer, the greater the saving of precious metal. On the other hand, as the surface density decreases, the catalytic efficiency of the catalyst system may decrease. Therefore, in a preferred embodiment of the catalytic system, it is provided that the surface density of the mesh layers of the front ensemble catalyst is constant or increases successively in the direction of fresh gas flow.

Каталитическая система может содержать катализаторные сетки из металлической проволоки на основе других драгоценных металлов, чем платина и родий, таких, как палладий или иридий, или из металлической проволоки из сплава, который помимо платины и родия содержит другой драгоценный металл или несколько других драгоценных металлов. В простейшем и предпочтительном случае сетчатые слои катализатора переднего и нижнего по потоку ансамблей состоят только из платины и родия.The catalyst system may comprise catalyst grids of metal wire based on precious metals other than platinum and rhodium, such as palladium or iridium, or metal wire of an alloy that contains another precious metal or several other precious metals in addition to platinum and rhodium. In the simplest and preferred case, the upstream and downstream catalyst mesh layers consist of only platinum and rhodium.

В следующем предпочтительном варианте осуществления каталитической системы сетчатые слои катализатора содержат переднюю группу сетчатых слоев с одним сетчатым слоем или несколькими сетчатыми слоями из первой, богатой родием проволоки из драгоценного металла, а также находящуюся за передней группой, нижнюю по потоку группу сетчатых слоев из второй, бедной родием, металлической проволоки, причем сетчатый слой или один из сетчатых слоев из богатой родием проволоки образует самый передний, обращенный к свежему газу сетчатый слой, и причем содержание родия в богатой родием проволоке из драгоценного металла больше или равно 7 вес.% и не превышает 9 вес.%, и по меньшей мере на 1 процентный пункт выше, чем доля родия в бедной родием проволоке из драгоценного металла.In a further preferred embodiment of the catalyst system, the catalyst mesh layers comprise an upstream group of mesh layers with one mesh layer or more mesh layers of a first rhodium-rich precious metal wire, and a downstream group of mesh layers of a second, rhodium-poor precious metal wire. rhodium, metal wire, wherein the mesh layer or one of the mesh layers of rhodium-rich wire forms the most forward, fresh gas-facing mesh layer, and wherein the rhodium content of the rhodium-rich precious metal wire is greater than or equal to 7 wt.% and does not exceed 9 wt.%, and at least 1 percentage point higher than the proportion of rhodium in rhodium-poor precious metal wire.

В этом варианте осуществления множество сетчатых слоев одно- или многослойных катализаторных сеток на основе платины разделено по меньшей мере на две группы. Передняя группа содержит по меньшей мере один сетчатый слой катализатора. Находящаяся ниже по потоку группа составляет, как правило, наибольшую по объему и весу часть каталитической системы и содержит большое число сетчатых слоев катализатора.In this embodiment, the plurality of mesh layers of single- or multi-layer platinum-based catalyst meshes are divided into at least two groups. The front group contains at least one mesh layer of catalyst. The downstream group typically constitutes the largest volume and weight portion of the catalyst system and contains a large number of mesh layers of catalyst.

Более легкие сетчатые слои катализатора переднего ансамбля с первой, более низкой, средней поверхностной плотностью одновременно могут образовывать сетчатые слои передней группы из богатого родием сплава; однако обычно и предпочтительно, эти структурные элементы катализаторной насадки разные. То есть, "передняя группа сетчатых слоев катализатора" и "передний ансамбль сетчатых слоев катализатора" не обязательно должны быть равнозначными, аналогично "нижняя по потоку группа сетчатых слоев катализатора" не обязана совпадать с "нижним по потоку ансамблем сетчатых слоев катализатора".The lighter front ensemble catalyst mesh layers with the first, lower, average areal density can simultaneously form the rhodium-rich alloy front ensemble mesh layers; however, typically and preferably, these catalyst packing structures are different. That is, “upstream group of catalyst network layers” and “upstream ensemble of catalyst network layers” do not have to be equivalent, similarly, “downstream ensemble of catalyst network layers” does not have to be the same as “downstream ensemble of catalyst network layers”.

Как правило, нижняя по потоку группа составляет наибольшую долю объема и веса каталитической системы и содержит большое число сетчатых слоев катализатора. Передняя группа и нижняя по потоку группа могут быть отделены друг от друга катализаторными сетками с другим составом. Однако в предпочтительном случае они непосредственно примыкают друг к другу. В простейшем случае передняя группа содержит самый передний, если смотреть в направлении течения свежего газа сетчатый слой катализатора. Катализаторные сетки обеих групп сотканы, связаны крючком или спицами из проволок из драгоценного металла, которые отличаются своим химическим составом. В проволоке из драгоценного металла сетчатых слоев катализатора передней группы содержание родия больше или равно 7 вес.% и меньше или равно 9 вес.%, и оно по меньшей мере на 1 процентный пункт выше, чем весовая доля родия в проволоке из драгоценного металла сетчатых слоев катализатора нижней по потоку группы, у которой, таким образом, весовая доля родия не превышает 6%.Typically, the downstream group constitutes the largest portion of the volume and weight of the catalyst system and contains a large number of mesh catalyst beds. The upstream group and the downstream group can be separated from each other by catalyst grids with a different composition. However, in the preferred case they are directly adjacent to each other. In the simplest case, the front group contains the most forward, when viewed in the direction of fresh gas flow, mesh catalyst layer. The catalyst meshes of both groups are woven, crocheted or knitted from precious metal wires that differ in their chemical composition. In the precious metal wire of the front group catalyst mesh layers, the rhodium content is greater than or equal to 7 wt.% and less than or equal to 9 wt.%, and it is at least 1 percentage point higher than the weight fraction of rhodium in the precious metal wire of the mesh layers. catalyst of the downstream group, which thus has a rhodium weight fraction of no more than 6%.

Доля родия в богатой родием проволоке из драгоценного металла передней группы, составляющая по меньшей мере 7 вес.%, выше, чем стандартное содержание, оптимизированное в отношении эффективности, срока службы и предотвращения образования N2O в промышленных установках производства азотной кислоты для работы при среднем давлении, которое составляет 5 вес.%. Поэтому удивительно, что при использовании богатой родием проволоки из драгоценного металла можно достичь более высокой каталитической эффективности без негативного влияния на срок службы и образование N2O. Однако этот результат достигается не тогда, когда все следующие в направлении течения свежего газа сетчатые слои катализатора также образованы из богатой родием проволоки из драгоценного металла, а лишь тогда, когда содержание родия уменьшается в направлении течения свежего газа, и сетчатые слои катализатора нижней по потоку группы образованы из металлической проволоки, бедной родием, при этом весовая доля родия не превышает 6 вес.%, а предпочтительно лежит в диапазоне значений промышленного стандарта 5 вес.%.The proportion of rhodium in the rhodium-rich front group precious metal wire of at least 7 wt.% is higher than the standard content optimized for efficiency, service life and prevention of N 2 O formation in industrial nitric acid production plants for medium-temperature operation. pressure, which is 5 wt.%. It is therefore surprising that by using rhodium-rich precious metal wire, higher catalytic efficiency can be achieved without negatively affecting service life and N 2 O formation. However, this result is not achieved when all the catalyst mesh layers downstream in the direction of fresh gas flow are also formed from rhodium-rich precious metal wire, but only when the rhodium content decreases in the direction of fresh gas flow, and the mesh layers of the downstream group catalyst are formed from rhodium-poor metal wire, and the weight fraction of rhodium does not exceed 6 wt.%, a is preferably in the industry standard range of 5 wt%.

При использовании сплавов с содержанием родия ниже 7 вес.% в богатой родием проволоке из драгоценного металла повышение каталитической эффективности будет меньшим. При содержании родия более 9 вес.% при неблагоприятных условиях по давлению и температуре могут образовываться оксиды родия, что приводит к медленному снижению каталитической эффективности в течение срока службы каталитической системы.When alloys with rhodium contents below 7 wt.% are used in rhodium-rich precious metal wire, the increase in catalytic efficiency will be less. When the rhodium content is more than 9 wt.%, under unfavorable conditions of pressure and temperature, rhodium oxides can form, which leads to a slow decrease in catalytic efficiency over the life of the catalytic system.

Как правило, наибольшая доля от полного веса катализаторных сеток каталитической системы, например, по меньшей мере 70%, приходится на сетчатые слои катализатора из бедной родием проволоки из драгоценного металла, и достаточно, чтобы на сетчатые слои передней группы из богатой родием проволоки из драгоценного металла приходилась меньшая весовая доля, например, менее 30%, предпочтительно менее 25% и особенно предпочтительно менее 20%. Оправдало себя, например, если передняя группа содержит не более трех сетчатых слоев.Typically, the largest proportion of the total weight of the catalyst grids of the catalyst system, for example, at least 70%, is accounted for by the rhodium-poor precious metal wire catalyst grid layers, and sufficient that the rhodium-rich precious metal wire catalyst grid layers of the front group the proportion by weight was less, for example less than 30%, preferably less than 25% and especially preferably less than 20%. It justifies itself, for example, if the front group contains no more than three mesh layers.

В предпочтительном варианте уменьшение веса каталитической системы составляет не более 25%.In a preferred embodiment, the weight reduction of the catalytic system is no more than 25%.

Что касается высокой каталитической эффективности с минимальным или нулевым отрицательным влиянием на срок службы и образование N2O, оказалось полезным, если содержание родия в бедной родием проволоке из драгоценных металлов составляет от 4 до 6 вес.%, в частности, если доля родия в богатой родием проволоки из драгоценного металла составляет от 7,8 до 8,2 вес.%, и доля родия в бедной родием проволоке из драгоценного металла составляет от 4,8 до 5,2 вес.%.With regard to high catalytic efficiency with minimal or no negative impact on service life and N 2 O formation, it has been found to be beneficial if the rhodium content of the rhodium-poor precious metal wire is between 4 and 6 wt.%, in particular if the rhodium content of the rhodium-rich precious metal wire The rhodium content of the precious metal wire is from 7.8 to 8.2 wt.%, and the rhodium content of the rhodium-poor precious metal wire is from 4.8 to 5.2 wt.%.

Передняя группа сетчатых слоев имеет обращенный к свежему газу самый передний сетчатый слой, который образован из богатой родием проволоки из драгоценного металла. Этот самый передний сетчатый слой может, например, быть частью многослойной катализаторной сетки, или самый передний сетчатый слой выполнен как единственный слой однослойной катализаторной сетки. Неожиданно оказалось, что для повышения каталитической эффективности достаточно, если передняя группа сетчатых слоев будет образована исключительно самым передним сетчатым слоем. Это представляет собой особенно простой и поэтому предпочтительный вариант осуществления каталитической системы.The front group of mesh layers has a fresh gas-facing frontmost mesh layer which is formed from rhodium-rich precious metal wire. This frontmost mesh layer may, for example, be part of a multi-layer catalyst mesh, or the frontmost mesh layer is formed as a single layer of a single-layer catalyst mesh. Surprisingly, it turned out that to increase the catalytic efficiency it is sufficient if the front group of mesh layers is formed exclusively by the frontmost mesh layer. This represents a particularly simple and therefore preferred embodiment of the catalytic system.

В этом отношении предпочтительным оказалось также, если самый передний сетчатый слой, например, в виде единственного слоя или нескольких слоев многослойной катализаторной сетки, уложен на сетчатые слои нижней по потоку группы. В этом случае проточный реактор, содержащий катализаторную насадку, находится в вертикальном положении, а направление потока является вертикальным и ориентировано сверху вниз.In this regard, it has also proven to be advantageous if the outermost mesh layer, for example in the form of a single layer or several layers of a multilayer catalyst mesh, is laid on the mesh layers of the downstream group. In this case, the flow reactor containing the catalyst packing is in a vertical position, and the flow direction is vertical and oriented from top to bottom.

Для фиксации самого переднего сетчатого слоя на катализаторной насадке достаточно трения и силы тяжести. Это упрощает производство каталитической системы и модернизацию существующих каталитических систем для получения каталитической системы согласно настоящему изобретению.Friction and gravity are sufficient to secure the frontmost mesh layer to the catalyst nozzle. This simplifies the production of the catalyst system and the upgrading of existing catalyst systems to obtain the catalyst system of the present invention.

Что касается способа, указанная выше техническая задача решена посредством способа упомянутого во введении типа тем, что свежий газ с содержанием аммиака от 9,5 до 12 об.% под давлением в интервале от 3,5 до 7 бар и температуре катализаторной сетки в интервале от 870°C до 920°C проводится с расходом в интервале от 6 до 16 тN/м2⋅сут через каталитическую систему согласно настоящему изобретению.As regards the method, the above technical problem is solved by means of a method of the type mentioned in the introduction in that fresh gas with an ammonia content of 9.5 to 12 vol.% is under pressure in the range of 3.5 to 7 bar and a catalyst grid temperature in the range of 870°C to 920°C is carried out at a flow rate in the range from 6 to 16 tN/m 2 ⋅day through the catalytic system according to the present invention.

При этом сокращение "тN/м2⋅сут" означает "тонны азота (из аммиака) в сутки на эффективную площадь сечения в квадратных метрах. Способ рассчитан на работу в области средних давлений от 3,5 до 7 бар. При доле аммиака в свежем газе менее 9,5 об.% и расходе менее 6 тN/м2⋅сут процесс сжигания может самопроизвольно остановиться. Содержание NH3 в свежем газе более 12 об.% близко к порогу безопасности для взрывоопасной смеси. При температуре катализаторной сетки ниже 870°C может происходить усиленное образования оксида родия, а при температуре катализаторной сетки выше 920°C усиливается испарение оксида платины. На температуру катализаторной сетки влияет температура подогрева свежего газа, которая предпочтительно лежит в интервале от 150°C до 220°C.In this case, the abbreviation “tN/m 2 ⋅day” means “tons of nitrogen (from ammonia) per day per effective cross-sectional area in square meters. The method is designed to operate in the range of average pressures from 3.5 to 7 bar. With the proportion of ammonia in fresh gas less than 9.5 vol.% and a flow rate of less than 6 tN/m 2 ⋅day, the combustion process can spontaneously stop. The NH 3 content in fresh gas is more than 12 vol.% close to the safety threshold for an explosive mixture. At a catalyst grid temperature below 870° Increased formation of rhodium oxide may occur at C, and evaporation of platinum oxide is enhanced at catalyst grid temperatures above 920° C. The temperature of the catalyst grid is affected by the fresh gas preheating temperature, which preferably lies in the range from 150° C to 220° C.

ДефиницииDefinitions

Проволока из драгоценного металлаPrecious metal wire

Под проволокой, содержащей драгоценный металл, понимается проволока, состоящая из драгоценного металла или содержащая значительную долю (>50 вес.%) драгоценного металла. Сплав на основе платины содержит более 50 вес.% платины. В качестве других компонентов сплава можно назвать, в частности, палладий, родий и рутений. Типичные диаметры проволоки из драгоценного металла составляют 40-120 мкм.By wire containing precious metal is meant wire consisting of precious metal or containing a significant proportion (>50 wt.%) of precious metal. The platinum-based alloy contains more than 50 wt.% platinum. Other alloy components include palladium, rhodium and ruthenium. Typical precious metal wire diameters are 40-120 microns.

Установки среднего давленияMedium pressure units

В установках среднего давления окисление аммиака происходит при давлении в диапазоне от 3,5 до 7 бар. В этом диапазоне давлений стандартными являются катализаторы на основе драгметаллов из металлической проволоки бинарного сплава PtRh5 с диаметром 76 мкм и поверхностной плотностью примерно 600 г/м2.In medium pressure units, ammonia oxidation occurs at pressures ranging from 3.5 to 7 bar. In this pressure range, standard precious metal catalysts are metal wires of the binary alloy PtRh5 with a diameter of 76 μm and a surface density of approximately 600 g/m 2 .

Катализаторная сеткаCatalyst mesh

Однослойная или многослойная плоская текстильная структура, сотканная, связанная крючком или на спицах из проволоки или нескольких проволок из драгоценного металла. Формирование текстильной плоской структуры достигается переплетением одной или нескольких нитяных систем или проволочных систем в виде сетки.A single or multi-layer flat textile structure woven, crocheted or knitted from wire or multiple wires of precious metal. The formation of a textile flat structure is achieved by interweaving one or more thread systems or wire systems in the form of a mesh.

Каталитическая системаCatalytic system

Каталитическая система включает в себя катализаторную насадку, а также, как правило, решетчатую сетку или несколько решетчатых сеток, которые также могут быть сотканы или связаны крючком или на спицах из проволоки из драгоценного металла.The catalytic system includes a catalyst packing and typically a mesh screen or multiple mesh screens, which may also be woven or crocheted or knitted from precious metal wire.

Катализаторная насадкаCatalyst nozzle

Конфигурация из нескольких катализаторных сеток, расположенных друг за другом в направлении течения свежего газа.A configuration of several catalyst grids located one behind the other in the direction of fresh gas flow.

Пример осуществленияImplementation example

Далее изобретение поясняется на примерах осуществления и чертежах. Показано:The invention is further illustrated by examples of implementation and drawings. Shown:

фигура 1:figure 1: схема проточного реактора для гетерогенного каталитического сжигания аммиака,diagram of a flow reactor for heterogeneous catalytic combustion of ammonia, фигура 2:figure 2: гистограмма с результатами по каталитической эффективности испытательных реакторов в сравнении с эталонным реактором, иa bar graph showing the catalytic efficiency results of the test reactors compared to the reference reactor, and фигура 3:figure 3: гистограмма с результатами по образованию N2O в испытательных реакторах в сравнении с эталонным реактором.bar graph showing N2O production results in test reactors compared to the reference reactor.

Фигура 1 схематически показывает установленный вертикально проточный реактор 1 для гетерогенного каталитического сжигания аммиака. Каталитическая система 2 образует собственно реакционную зону проточного реактора 1. Она содержит катализаторную насадку 3 и находящиеся ниже по потоку решетчатые сетки 4. Катализаторная насадка 3 содержит несколько расположенных друг за другом в направлении 5 течения свежего газа однослойных катализаторных сеток 6, на которые может быть уложена дополнительная катализаторная сетка 7 (или несколько сетчатых слоев катализатора), которая, возможно, является компонентом катализаторной насадки. Варианты осуществления подробнее указаны в таблицах 1-5. Эффективный диаметр катализаторной сетки составляет 100 мм.Figure 1 schematically shows a vertically installed flow reactor 1 for heterogeneous catalytic combustion of ammonia. The catalytic system 2 forms the actual reaction zone of the flow reactor 1. It contains a catalyst packing 3 and downstream mesh grids 4. The catalyst packing 3 contains several single-layer catalyst grids 6 located one behind the other in the direction 5 of the fresh gas flow, on which can be laid additional catalyst mesh 7 (or several mesh layers of catalyst), which may be a component of the catalyst packing. Embodiments are detailed in Tables 1-5. The effective diameter of the catalyst mesh is 100 mm.

В предпочтительном варианте передняя группа каталитической системы содержит максимум три сетчатых слоя (7).In a preferred embodiment, the front group of the catalytic system contains a maximum of three mesh layers (7).

Свежий газ представляет собой смесь воздуха и аммиака с номинальным содержанием аммиака 10,7 об.%. Его нагревают до температуры подогрева 175°C и вводят в реактор 1 сверху при повышенном давлении 5 бар. При входе в катализаторную насадку 3 газовая смесь воспламеняется, и затем протекает экзотермическая реакция сжигания, которая охватывает всю катализаторную насадку 3. При этом имеет место следующая основная реакция:Fresh gas is a mixture of air and ammonia with a nominal ammonia content of 10.7 vol%. It is heated to a preheating temperature of 175°C and introduced into reactor 1 from above at an elevated pressure of 5 bar. Upon entering the catalyst nozzle 3, the gas mixture ignites, and then an exothermic combustion reaction occurs, which covers the entire catalyst nozzle 3. In this case, the following main reaction takes place:

4NH 3 + 5O 2 Pt/Rh 4NO + 6H 2 O 4NH 3 + 5O 2 Pt/Rh 4NO + 6H 2 O

При этом аммиак (NH3) превращается в моноксид азота (NO) и воду (H2O). Образованный моноксид азота (NO) реагирует в стекающей реакционной газовой смеси (символически обозначенной стрелкой 8, указывающей направление течения стекающей газовой смеси) с избыточным кислородом с образованием диоксида азота (NO2), который реагирует с водой в находящейся дальше абсорбционной установке с образованием азотной кислоты (HNO3).In this case, ammonia (NH 3 ) is converted into nitrogen monoxide (NO) and water (H 2 O). The resulting nitrogen monoxide (NO) reacts in the flowing reaction gas mixture (symbolically indicated by arrow 8, indicating the direction of flow of the flowing gas mixture) with excess oxygen to form nitrogen dioxide (NO 2 ), which reacts with water in a downstream absorption unit to form nitric acid ( HNO3 ).

Катализаторные сетки 6, 7 представляют собой текстильные плоские образования, которые получены машинной вязкой из металлической проволоки диаметром 76 мкм из бинарного сплава платина-родий. В проточном реакторе 1 испытывали каталитические системы, определенные в таблицах 1-5.Catalyst meshes 6, 7 are textile flat formations, which are machine-knitted from metal wire with a diameter of 76 microns from a binary platinum-rhodium alloy. In flow reactor 1, the catalytic systems defined in tables 1-5 were tested.

В большинстве испытательных реакторов катализаторная насадка содержит пять однослойных катализаторных сеток 6; в одном испытательном реакторе катализаторная насадка содержит дополнительно уложенную катализаторную сетку 7. Катализаторные сетки связаны из металлической проволоки из бинарного сплава драгоценных металлов PtRh. Последовательность присвоения обозначения в таблицах 1-5 указывает расположение в направлении течения свежего газа. Кроме того, во всех реакторах предусмотрены решетчатые сетки 4, которые состоят из шести активных дренажных сетчатых слоев ("решетчатые сетки") из сплава Pd82.5Pt15Rh2.5. Испытательные реакторы отличаются друг от друга составом самого переднего (верхнего) сетчатого слоя 7 катализатора и/или поверхностной плотностью сетчатых слоев катализатора.In most test reactors, the catalyst pack contains five single-layer catalyst grids 6; in one test reactor, the catalyst pack contains an additionally laid catalyst mesh 7. The catalyst meshes are connected from metal wire made of a binary alloy of precious metals PtRh. The designation sequence in Tables 1-5 indicates the location in the direction of fresh gas flow. In addition, all reactors are equipped with grid meshes 4, which consist of six active drainage mesh layers (“grid meshes”) made of Pd82.5Pt15Rh2.5 alloy. The test reactors differ from each other in the composition of the frontmost (upper) mesh catalyst layer 7 and/or the surface density of the mesh catalyst layers.

При этом эталонный реактор согласно таблице 1 представляет собой реактор, соответствующий современному промышленному стандарту для установок среднего давления. Однослойные катализаторные сетки образованы из проволоки из драгоценного металла с диаметром проволоки 76 мкм. Поверхностная плотность используемых катализаторных сеток из PtRh5 составляет, как указано в колонке "Поверхностная плотность на слой", 600 г/м2. Таким образом, сумма поверхностных плотностей всех слоев L1-L5 катализаторной насадки составляет 3000 г/м2.In this case, the reference reactor according to Table 1 is a reactor that meets the modern industry standard for medium pressure installations. Single-layer catalyst meshes are formed from precious metal wires with a wire diameter of 76 microns. The surface density of the PtRh5 catalyst networks used is, as indicated in the column "Area density per layer", 600 g/m 2 . Thus, the sum of the surface densities of all layers L1-L5 of the catalyst packing is 3000 g/m 2 .

Таблица 1: Эталонный реакторTable 1: Reference reactor

сетчатый слойmesh layer драгоценный металлa precious metal поверхностная плотность на слой [г/м2]surface density per layer [g/ m2 ] L1L1 PtRh5PtRh5 600600 L2L2 PtRh5PtRh5 600600 L3L3 PtRh5PtRh5 600600 L4L4 PtRh5PtRh5 600600 L5L5 PtRh5PtRh5 600600 Σ: 3000Σ: 3000

В следующих таблицах 2-5 приводятся данные для испытательных реакторов R1-R4. В колонке "принадлежность к ансамблю" цифра "1" относится к отнесению соответствующего сетчатого слоя катализатора к переднему ансамблю (далее обозначаемому также как "ансамбль 1"), а цифра "2" показывает отнесение соответствующего сетчатого слоя или слоев катализатора к нижнему по потоку ансамблю (далее обозначаемому также как "ансамбль 2"). Во всех испытательных реакторах R1-R4 сетчатые слои катализатора L1-L3 в контексте изобретения относятся к "переднему ансамблю"; это дополнительно выделено серой штриховкой.The following Tables 2-5 provide data for test reactors R1-R4. In the "assembly membership" column, the number "1" refers to the assignment of the corresponding network catalyst layer to the upstream ensemble (hereinafter also referred to as "ensemble 1"), and the number "2" indicates the assignment of the corresponding network catalyst layer or layers to the downstream ensemble (hereinafter also referred to as "ensemble 2"). In all test reactors R1-R4, the catalyst mesh layers L1-L3 in the context of the invention belong to the "front ensemble"; this is additionally highlighted with gray shading.

В колонке "Средняя поверхностная плотность на ансамбль" (в г/м2) указано частное от деления суммы отдельных, поверхностных плотностей катализаторных сеток на число катализаторных сеток в соответствующем ансамбле, она также кратко называется здесь "средней поверхностной плотностью". Поверхностные плотности являются номинальными начальными поверхностными плотностями, какие в соответствии со стандартом могут быть достигнуты с проволокой из драгоценного металла с диаметром проволоки 76 мкм.The column "Average surface density per ensemble" (in g/m 2 ) indicates the quotient of the sum of the individual surface densities of catalyst networks divided by the number of catalyst networks in the corresponding ensemble; it is also briefly called here "average surface density". The surface densities are the nominal initial surface densities that the standard can achieve with precious metal wires with a wire diameter of 76 µm.

Последняя колонка в таблицах показывает разность между средней поверхностной плотностью ансамбля 1 и средней поверхностной плотностью ансамбля 2 в % (процентные данные при этом указаны в отношении ко второй средней поверхностной плотности). Таким образом, эти данные характеризуют экономию драгоценного металла в соответствующем испытательном реакторе по сравнению с реактором, у которого катализаторная насадка полностью состоит из сетчатых слоев катализатора со второй поверхностной плотностью.The last column in the tables shows the difference between the average surface density of ensemble 1 and the average surface density of ensemble 2 in % (the percentage data is indicated in relation to the second average surface density). Thus, these data characterize the saving of precious metal in the corresponding test reactor compared to a reactor in which the catalyst pack consists entirely of mesh layers of second area density catalyst.

Таблица 2. Испытательный реактор R1Table 2. Test reactor R1

В испытательном реакторе R1 средняя поверхностная плотность переднего ансамбля составляет 481 г/м2, что примерно на 20% меньше. чем средняя поверхностная плотность 600 г/м2 слоев L4 и L5, которые образуют "нижний по потоку ансамбль" катализаторной насадки.In test reactor R1, the average areal density of the front ensemble is 481 g/m 2 , which is approximately 20% less. than the average surface density of 600 g/m 2 layers L4 and L5, which form the “downstream ensemble” of the catalyst packing.

Таблица 3. Испытательный реактор R2Table 3. Test reactor R2

В испытательном реакторе R2 ансамбль 1 также образован из верхних сетчатых слоев катализатора L1-L3. Их номинальная начальная средняя поверхностная плотность составляет 500 г/м2, что примерно на 7% меньше, чем средняя поверхностная плотность ансамбля 2, которая составляет 540 г/м2.In test reactor R2, ensemble 1 is also formed from the upper mesh layers of catalyst L1-L3. Their nominal initial average areal weight is 500 g/m 2 , which is approximately 7% less than the average areal weight of ensemble 2, which is 540 g/m 2 .

Таблица 4. Испытательный реактор R3Table 4. Test reactor R3

В испытательном реакторе R3 передний ансамбль (1) также образован сетчатыми слоями катализатора L1-L3. Их поверхностная плотность составляет 421 г/м2 каждого, что примерно на 30% меньше, чем стандартная поверхностная плотность 600 г/м2 (при диаметре проволоки из драгоценного металла 76 мкм).In test reactor R3, the front ensemble (1) is also formed by mesh catalyst layers L1-L3. Their areal weight is 421 g/ m2 each, which is approximately 30% less than the standard areal weight of 600 g/ m2 (with a precious metal wire diameter of 76 microns).

Таблица 5. Испытательный реактор R4Table 5. Test reactor R4

В испытательном реакторе R4 верхний сетчатый слой катализатора L1 состоит из сплава PtRh8 и имеет поверхностную плотность 600 г/м2. Два непосредственно примыкающих к нему сетчатых слоя катализатора состоят из сплава PtRh5 и имеют трикотажное переплетение, которое приводит к сравнительно более низкой поверхностной плотности 421 г/м2. Эти три слоя образуют ансамбль 1. При последних сетчатых слоя катализатора L4-L6 катализаторной насадки образуют ансамбль 2 и также состоят из сплава PtRh5 с поверхностной плотностью 600 г/м2.In test reactor R4, the top mesh layer of catalyst L1 consists of a PtRh8 alloy and has a surface density of 600 g/m 2 . The two immediately adjacent mesh catalyst layers are composed of PtRh5 alloy and have a knitted weave, which results in a comparatively lower basis weight of 421 g/m 2 . These three layers form ensemble 1. At the last mesh catalyst layers L4-L6 of the catalyst packing form ensemble 2 and also consist of a PtRh5 alloy with a surface density of 600 g/m 2 .

Здесь также передний ансамбль образован сетчатыми слоями катализатора L1-L3. Их средняя поверхностная плотность (481 г/м2) примерно на 20% ниже, чем средняя поверхностная плотность ансамбля 2, то есть слоев L4-L6.Here, too, the front ensemble is formed by mesh catalyst layers L1-L3. Their average surface density (481 g/ m2 ) is approximately 20% lower than the average surface density of ensemble 2, that is, layers L4-L6.

Самый передний слой L1 уложен на остальную катализаторную насадку (позиция 2 на фиг. 1). Он образует в направлении течения 5 переднюю катализаторную сетку (позиция 7 на фиг. 1) из богатой драгоценным металлом родием металлической проволоки и, тем самым, "переднюю группу сетчатых слоев катализатора" в контексте предпочтительного варианта осуществления изобретения. При этом остальные сетчатые слои катализатора L2-L6 из сравнительно бедной родием металлической проволоки образуют в контексте этого варианта осуществления изобретения "нижнюю по потоку группу сетчатых слоев катализатора".The frontmost layer L1 is laid on the remaining catalyst packing (position 2 in Fig. 1). It forms, in flow direction 5, a front catalyst mesh (position 7 in FIG. 1) of a metal wire rich in the precious metal rhodium and thus a “front group of catalyst mesh layers” in the context of a preferred embodiment of the invention. In this case, the remaining mesh catalyst layers L2-L6 of comparatively rhodium-poor metal wire form a “downstream group of mesh catalyst layers” in the context of this embodiment of the invention.

Испытательные реакторы работали в следующих идентичных условиях испытания:The test reactors were operated under the following identical test conditions:

давление: pressure: 5 бар (абс)5 bar (abs) производительность: performance: 12 тонн азота (из аммиака) в сутки на единицу эффективной площади сечения катализаторной насадки в квадратных метрах (сокращенно 12 тN/м2⋅сут) 12 tons of nitrogen (from ammonia) per day per unit of effective cross-sectional area of the catalyst packing in square meters (abbreviated as 12 tN/m 2 ⋅day) содержание NH3: NH 3 content: 10,7 об.% в свежем газе10.7 vol.% in fresh gas температура подогрева:heating temperature: 175°C (температура смеси NH3/воздух), что приводит к температуре сетки в испытательных реакторах 890°C175°C (NH 3 /air mixture temperature), resulting in a grid temperature in the test reactors of 890°C

С интервалами примерно 24 ч измеряли изменение каталитической эффективности как выхода NO и доли образующегося N2O как побочного продукта. Для каждого испытательного реактора R1-R4 было получено по пять результатов измерений.The change in catalytic efficiency as NO yield and the proportion of N 2 O by-product produced was measured at intervals of approximately 24 hours. Five measurements were obtained for each test reactor R1-R4.

Измерение каталитической эффективности (то есть, выхода продукта NO) происходило следующим образом:Catalytic efficiency (i.e., NO product yield) was measured as follows:

1. Сначала проверяли, что каталитическая система подходит для полного превращения используемого аммиака, и что NH3 больше не присутствует в продуктовом газе в сколько-нибудь заметном количестве. Эта проверка выполнялась путем масс-спектрометрического исследования продуктового газа.1. It was first checked that the catalytic system was suitable for complete conversion of the ammonia used and that NH 3 was no longer present in the product gas in any appreciable amount. This verification was carried out by mass spectrometric analysis of the product gas.

2. Одновременный отбор пробы смеси NH3/воздух перед катализаторной насадки и пробы продуктового газа после нее в отдельные откачиваемые колбы. Массу газа определяли взвешиванием.2. Simultaneous sampling of the NH 3 /air mixture in front of the catalyst nozzle and a sample of the product gas after it into separate pumped out flasks. The gas mass was determined by weighing.

3. Смесь NH3 с воздухом поглощали дистиллированной водой и титровали серной кислотой 0,1Н и метиловым красным в соответствии с изменением цвета.3. A mixture of NH 3 with air was absorbed with distilled water and titrated with 0.1 N sulfuric acid and methyl red in accordance with the color change.

4. Полученные нитрозные газы поглощали 3%-ным раствором пероксида натрия и титровали 0,1Н раствором гидроксида натрия и метиловым красным в соответствии с изменением цвета.4. The resulting nitrous gases were absorbed with a 3% sodium peroxide solution and titrated with 0.1 N sodium hydroxide solution and methyl red in accordance with the color change.

5. Каталитическую эффективность Eta рассчитывали из выражения: Eta = 100xCn/Ca, где Ca означает среднюю концентрацию NH3 по 7 отдельным измерениям в свежем газе в весовых процентах, а Cn означает среднюю концентрацию NOx по 7 отдельным измерениям, выраженную в весовых процентах NH3, который окислился до NOx.5. The catalytic efficiency Eta was calculated from the expression: Eta = 100xCn/Ca, where Ca means the average NH 3 concentration from 7 separate measurements in the fresh gas in weight percent, and Cn means the average NOx concentration from 7 separate measurements, expressed in weight percent NH 3 , which is oxidized to NOx.

6. Отдельно посредством газовой хроматографии определяли объемную долю N2O в продуктовом газе.6. Separately, the volume fraction of N 2 O in the product gas was determined using gas chromatography.

Результаты измерений приведены в таблице 6. В колонках таблицы 6, обозначенных "NO-NORef", разница в выходе моноксида азота по сравнению с эталонным реактором приводится в абсолютных процентных пунктах (например, измерение № 1 для реактора R1 дает выход NO 95,2% и, тем самым, для измеренного значения 95,4% для эталонного реактора получается разность NO-NORef, равная -0,2 процентных пункта). В колонках, обозначенных "N2O–N2ORef", разница в выходе закиси азота по сравнению с эталонным реакторам указана в объемных частях на миллион.The measurement results are shown in Table 6. In the columns of Table 6 labeled "NO-NO Ref ", the difference in nitrogen monoxide yield compared to the reference reactor is given in absolute percentage points (for example, measurement No. 1 for reactor R1 gives a NO yield of 95.2 % and thus for a measured value of 95.4% for the reference reactor a NO-NO Ref difference of -0.2 percentage points is obtained). In the columns labeled "N 2 O–N 2 O Ref ", the difference in nitrous oxide yield compared to the reference reactor is given in parts per million by volume.

Таблица 6Table 6

No. эталонный реакторreference reactor реактор 1reactor 1 реактор 2reactor 2 реактор 3reactor 3 реактор 4reactor 4 выход NO
об.%
output NO
about.%
N2O
об.ч./млн
N2O
v.h./million
NO-NORef [%_абс.]NO-NO Ref [%_abs.] N2O-N2ORef [ч./млн]N 2 ON 2 O Ref [ppm] NO-NORef [%_абс]NO-NO Ref [%_abs] N2O-N2ORef [ч./млн]N 2 ON 2 O Ref [ppm] NO-NORef [%_абс]NO-NO Ref [%_abs] N2O-N2ORef [ч./млн]N 2 ON 2 O Ref [ppm] NO-NORef [%_абс]NO-NO Ref [%_abs] N2O-N2ORef [ч./млн]N 2 ON 2 O Ref [ppm]
11 95,495.4 868868 -0,2-0.2 77 22 95,395.3 835835 0,00.0 2424 33 95,295.2 745745 -0,1-0.1 3434 44 95,095.0 895895 0,00.0 4242 55 95,195.1 886886 0,20.2 5050 11 95,495.4 845845 -0,1-0.1 -38-38 22 95,395.3 800800 00 -29-29 33 95,295.2 730730 00 -10-10 44 95,295.2 802802 -0,2-0.2 4444 55 95,195.1 807807 0,10.1 4747 11 95,495.4 845845 -0,7-0.7 5151 22 95,395.3 729729 -0,6-0.6 6868 33 95,295.2 730730         -0,5-0.5 7777     44 95,195.1 807807         -0,6-0.6 151151     55 95,295.2 843843         -0,7-0.7 143143     11 95,295.2 870870 0,30.3 -18-18 22 95,395.3 834834 0,20.2 -11-eleven 33 95,395.3 867867 0,30.3 77 44 95,495.4 899899 0,10.1 1818 55 95,295.2 945945 0,30.3 -12-12

Результаты измеренийMeasurement results

Результаты измерений, приведенные в таблице 6, представлены графически в виде диаграмм на фигурах 2 и 3 и поясняются далее с обращением к этим фигурам.The measurement results shown in Table 6 are presented graphically in the form of diagrams in Figures 2 and 3 and are explained further with reference to these figures.

Диаграмма на фиг. 2 показывает для реакторов R1-R4 меру каталитической эффективности для производительности азота 12 N/м2⋅сут. По оси y отложена разница выхода моноксида азота по сравнению с эталонным реактором "NO-NORef" в абсолютных процентных пунктах (%_абс.). По оси x цифрами от 1 до 5 обозначен порядковый номер соответствующего измерения.Diagram in Fig. 2 shows for reactors R1-R4 a measure of catalytic efficiency for a nitrogen productivity of 12 N/m 2 ⋅day. The y-axis shows the difference in nitrogen monoxide yield compared to the reference reactor "NO-NO Ref " in absolute percentage points (%_abs.). On the x-axis, numbers from 1 to 5 indicate the serial number of the corresponding measurement.

Соответственно, два реактора R1 и R2 имеют эффективность превращения в NO, которая в пределах погрешности измерения сопоставима с выходом промышленного стандарта (эталонный реактор). Погрешность измерения составляет около ±0,3 процентных пункта, как показано пунктирной линией.Accordingly, the two reactors R1 and R2 have NO conversion efficiencies that are comparable, within measurement error, to the output of the industry standard (reference reactor). The measurement error is about ±0.3 percentage points, as shown by the dotted line.

Однако в случае реактора R3 выход основного продукта NO не сопоставим с промышленным стандартом. Это объясняется большой разницей (30%) между сетчатыми слоями переднего ансамбля с сетчатыми слоями катализатора L1-L3 и находящегося ниже по потоку ансамбля с сетчатыми слоями катализатора L4 и L5. Таким образом, реактор R3 представляет собой сравнительный пример для изобретения.However, in the case of reactor R3, the yield of the main NO product is not comparable to the industry standard. This is explained by the large difference (30%) between the mesh layers of the upstream ensemble with mesh catalyst layers L1-L3 and the downstream ensemble with mesh catalyst layers L4 and L5. Thus, reactor R3 represents a comparative example for the invention.

Реактор R4, несмотря на меньшее использование драгоценных металлов, имеет каталитическую эффективность, которая в пределах погрешности сравнима с выходом у эталонного реактора. Погрешность измерений составляет примерно ±0,3 процентных пункта, как показано пунктирной линией. Однако, так как первый слой имеет более высокую поверхностную плотность, чем нижние слои первого ансамбля, заметного увеличения эффективности, как у реактора 1, не наблюдается.Reactor R4, despite using less precious metals, has a catalytic efficiency that is comparable within error to that of the reference reactor. The measurement error is approximately ±0.3 percentage points, as shown by the dotted line. However, since the first layer has a higher surface density than the lower layers of the first ensemble, there is no noticeable increase in efficiency, as in reactor 1.

Диаграмма на фиг. 3 показывает результаты измерения образования N2O для испытательных реакторов R1-R4. По оси y отложена разность, в об.ч./млн, количества закиси азота (N2O-N2ORef) в продуктовом газе по сравнению с эталонным реактором. На оси x снова цифрами от 1 до 5 обозначен порядковый номер соответствующего измерения.Diagram in Fig. 3 shows the results of N 2 O production measurements for test reactors R1-R4. The y-axis represents the difference, in ppm, in the amount of nitrous oxide (N 2 ON 2 O Ref ) in the product gas compared to the reference reactor. On the x-axis, numbers from 1 to 5 again indicate the serial number of the corresponding dimension.

Соответственно, испытательные реакторы R1, R2 и R4 дают количество N2O в диапазоне эталонного реактора. Стандартная ошибка измерения составляет приблизительно ±50 об.ч./млн и также обозначена пунктирными линиями.Accordingly, test reactors R1, R2 and R4 produce amounts of N 2 O in the range of the reference reactor. The standard measurement error is approximately ±50 ppm and is also indicated by dotted lines.

Однако в случае реактора R3 увеличение образования N2O превышает погрешность измерения. Поэтому с точки зрения уменьшения образования N2O реактор R3 также является неподходящим.However, in the case of reactor R3, the increase in N 2 O production exceeds the measurement error. Therefore, from the point of view of reducing N 2 O formation, reactor R3 is also unsuitable.

Claims (14)

1. Каталитическая система для каталитического сжигания аммиака до оксидов азота в установке среднего давления с сетчатыми слоями катализатора (6; 7), сотканных или связанных на спицах или крючком из проволоки на основе драгоценного металла платины, которые, располагаясь друг за другом в направлении (5) течения свежего газа, образуют катализаторную насадку (4), отличающаяся тем, что катализаторная насадка состоит из переднего ансамбля с тремя катализаторными сетками, имеющими первую среднюю поверхностную плотность, и расположенным за передним ансамблем нижним по потоку ансамблем сетчатых слоев катализатора, имеющим вторую среднюю поверхностную плотность, причем уменьшение средней поверхностной плотности переднего ансамбля относительно второй средней поверхностной плотности составляет от 1,5% до 29%, и тем, что первая средняя поверхностная плотность лежит в интервале от 410 до 530 г/м2, а вторая средняя поверхностная плотность в интервале от 540 до 790 г/м2.1. Catalytic system for the catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in a medium-pressure unit with mesh layers of catalyst (6; 7), woven or knitted or crocheted from wire based on the precious metal platinum, which, located one after another in the direction (5 ) flow of fresh gas, form a catalyst packing (4), characterized in that the catalyst packing consists of a front ensemble with three catalyst meshes having a first average surface density, and a downstream ensemble of catalyst mesh layers located behind the front ensemble, having a second average surface density density, and the decrease in the average surface density of the front ensemble relative to the second average surface density ranges from 1.5% to 29%, and the fact that the first average surface density lies in the range from 410 to 530 g/m 2 , and the second average surface density in range from 540 to 790 g/ m2 . 2. Каталитическая система по п. 1, отличающаяся тем, что уменьшение веса составляет не более 25%.2. Catalytic system according to claim 1, characterized in that the weight reduction is no more than 25%. 3. Каталитическая система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первая средняя поверхностная плотность лежит в интервале от 415 до 510 г/м2, а вторая средняя поверхностная плотность в интервале от 575 до 710 г/м2.3. Catalytic system according to claim 1 or 2, characterized in that the first average surface density lies in the range from 415 to 510 g/ m2 , and the second average surface density in the range from 575 to 710 g/ m2 . 4. Каталитическая система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что сетчатые слои катализатора переднего и находящегося ниже по потоку ансамблей выполнены из проволоки из драгоценного металла, имеющей одинаковую толщину, и тем, что сетчатые слои катализатора переднего ансамбля состоят из связанной крючком трикотажной структуры с первым трикотажным переплетением и первым размером петель, или из тканой структуры с первым ткацким переплетением и первым размером петель, или из связанной на спицах трикотажной структурой с первым трикотажным переплетением и первым размером петель, а сетчатые слои катализатора нижнего ансамбля состоят из связанной крючком трикотажной структурой со вторым трикотажным переплетением и вторым размером петель, или из тканой структурой со вторым ткацким переплетением и вторым размером петель, или из связанной на спицах трикотажной структурой со вторым трикотажным переплетением и вторым размером петель, причем первый размер петель больше, чем второй размер петель.4. The catalytic system according to one of the previous claims, characterized in that the mesh layers of the upstream and downstream ensemble catalysts are made of precious metal wire having the same thickness, and in that the mesh layers of the upstream ensemble catalyst consist of a crocheted knitted structure with a first knitted weave and a first stitch size, or a woven structure with a first weave and a first stitch size, or a knitted knitted structure with a first knitted weave and a first stitch size, and the mesh catalyst layers of the lower ensemble consist of a crocheted knitted structure with a second knit weave and a second loop size, or a woven structure with a second weave and a second loop size, or a knitted knit structure with a second knit weave and a second loop size, wherein the first loop size is larger than the second loop size. 5. Каталитическая система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что поверхностная плотность сетчатых слоев катализатора переднего ансамбля является постоянной или последовательно увеличивается в направлении течения свежего газа.5. Catalytic system according to one of the previous paragraphs, characterized in that the surface density of the mesh layers of the front ensemble catalyst is constant or consistently increases in the direction of fresh gas flow. 6. Каталитическая система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что сетчатые слои катализатора переднего и находящегося ниже по потоку ансамблей состоят из платины и родия.6. Catalytic system according to one of the previous paragraphs, characterized in that the mesh layers of the catalyst of the upstream and downstream ensembles consist of platinum and rhodium. 7. Каталитическая система по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что сетчатые слои катализатора (6; 7) содержат переднюю группу (7) сетчатых слоев с одним сетчатым слоем или несколькими сетчатыми слоями из первой, богатой родием проволоки из драгоценного металла, а также находящуюся за передней группой нижнюю по потоку группу (6) сетчатых слоев из второй бедной родием металлической проволоки, причем сетчатый слой (7) или один из сетчатых слоев из богатой родием металлической проволоки образует передний, обращенный к свежему газу сетчатый слой (7), и причем содержание родия в богатой родием проволоке из драгоценного металла больше или равно 7 вес.% и не превышает 9 вес.%, и по меньшей мере на 1 процентный пункт выше, чем содержание родия в бедной родием проволоке из драгоценного металла.7. Catalytic system according to one of the previous claims, characterized in that the mesh layers of the catalyst (6; 7) contain a front group (7) mesh layers with one mesh layer or several mesh layers of a first rhodium-rich precious metal wire, and located behind the front group, a downstream group (6) of mesh layers made of a second rhodium-poor metal wire, wherein the mesh layer (7) or one of the mesh layers of rhodium-rich metal wire forms the front, fresh gas-facing mesh layer (7), and wherein the rhodium content of the rhodium-rich precious metal wire is greater than or equal to 7 wt.% and does not exceed 9 wt.%, and is at least 1 percentage point higher than the rhodium content of rhodium-poor precious metal wire. 8. Каталитическая система по п. 7, отличающаяся тем, что доля родия в бедной родием проволоке из драгоценного металла составляет от 4 до 6 вес.%.8. Catalytic system according to claim 7, characterized in that the proportion of rhodium in the rhodium-poor precious metal wire is from 4 to 6 wt.%. 9. Каталитическая система по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что доля родия в богатой родием проволоке из драгоценного металла составляет от 7,8 до 8,2 вес.%, а доля родия в бедной родием проволоке из драгоценного металла составляет от 4,8 до 5,2 вес.%.9. Catalytic system according to claim 7 or 8, characterized in that the proportion of rhodium in the rhodium-rich precious metal wire is from 7.8 to 8.2 wt.%, and the proportion of rhodium in the rhodium-poor precious metal wire is from 4 .8 to 5.2 wt.%. 10. Каталитическая система по одному из пп. 7-9, отличающаяся тем, что весовая доля передней группы сетчатых слоев (7) составляет менее 30%, предпочтительно менее 25% и особенно предпочтительно менее 20% от общего веса катализаторной насадки (4).10. Catalytic system according to one of paragraphs. 7-9, characterized in that the weight fraction of the front group of mesh layers (7) is less than 30%, preferably less than 25% and especially preferably less than 20% of the total weight of the catalyst packing (4). 11. Каталитическая система по одному из пп. 7-10, отличающаяся тем, что передняя группа содержит максимум три сетчатых слоя (7).11. Catalytic system according to one of paragraphs. 7-10, characterized in that the front group contains a maximum of three mesh layers (7). 12. Каталитическая система по одному из пп. 7-11, отличающаяся тем, что передняя группа сетчатых слоев (7) образована из самого переднего сетчатого слоя (7).12. Catalytic system according to one of paragraphs. 7-11, characterized in that the front group of mesh layers (7) is formed from the most anterior mesh layer (7). 13. Каталитическая система по п. 12, отличающаяся тем, что самый передний сетчатый слой (7) уложен на сетчатые слои (6) нижней по потоку группы.13. Catalytic system according to claim 12, characterized in that the frontmost mesh layer (7) is laid on the mesh layers (6) of the downstream group. 14. Способ каталитического сжигания аммиака до оксидов азота в установке среднего давления путем пропускания свежего газа, содержащего аммиак и кислород, через каталитическую систему (2), при этом аммиак сжигается, причем свежий газ с содержанием аммиака от 9,5 до 12 об.% под давлением в интервале от 3,5 до 7 бар и температуре катализаторной сетки в интервале от 870°C до 920°C проводится с расходом в интервале от 6 до 16 тN/м2⋅сут через каталитическую систему (2) по одному из пп. 1-13.14. A method for the catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in a medium pressure unit by passing fresh gas containing ammonia and oxygen through the catalytic system (2), wherein the ammonia is burned, the fresh gas having an ammonia content of 9.5 to 12 vol.% under pressure in the range from 3.5 to 7 bar and catalyst grid temperature in the range from 870°C to 920°C is carried out with a flow rate in the range from 6 to 16 tN/m 2 ⋅day through the catalytic system (2) according to one of the paragraphs . 1-13.
RU2021124064A 2019-01-14 2020-01-09 Catalytic system, and also method for catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in medium pressure installation RU2808516C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19151608.7 2019-01-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021124064A RU2021124064A (en) 2023-02-16
RU2808516C2 true RU2808516C2 (en) 2023-11-28

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0504723A1 (en) * 1991-03-16 1992-09-23 Degussa Aktiengesellschaft Preparation process of permeable precious metal nets for catalytic processes
RU2150389C1 (en) * 1999-02-01 2000-06-10 Оао "Екатеринбургский Завод По Обработке Цветных Металлов" Packet of gas-permeable noble-metal grids for catalytic processes
WO2001087771A1 (en) * 2000-05-15 2001-11-22 W.C. Heraeus Gmbh & Co. Kg Method and device for the reduction of nitrogen protoxide
WO2002062466A2 (en) * 2001-02-08 2002-08-15 Omg Ag & Co. Kg Three-dimensional catalyst gauzes knitted in two or more layers
RU2212272C1 (en) * 2002-11-26 2003-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Московский завод по обработке специальных сплавов Platinoid catalyst in form of wire netting
CN102935363A (en) * 2012-11-09 2013-02-20 贵研铂业股份有限公司 Novel platinum rhodium multi-layer three-dimensional catalysis net and manufacture method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0504723A1 (en) * 1991-03-16 1992-09-23 Degussa Aktiengesellschaft Preparation process of permeable precious metal nets for catalytic processes
RU2150389C1 (en) * 1999-02-01 2000-06-10 Оао "Екатеринбургский Завод По Обработке Цветных Металлов" Packet of gas-permeable noble-metal grids for catalytic processes
WO2001087771A1 (en) * 2000-05-15 2001-11-22 W.C. Heraeus Gmbh & Co. Kg Method and device for the reduction of nitrogen protoxide
WO2002062466A2 (en) * 2001-02-08 2002-08-15 Omg Ag & Co. Kg Three-dimensional catalyst gauzes knitted in two or more layers
RU2212272C1 (en) * 2002-11-26 2003-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Московский завод по обработке специальных сплавов Platinoid catalyst in form of wire netting
CN102935363A (en) * 2012-11-09 2013-02-20 贵研铂业股份有限公司 Novel platinum rhodium multi-layer three-dimensional catalysis net and manufacture method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1358010B1 (en) Three-dimensional catalyst gauzes knitted in two or more layers
US8394353B2 (en) Catalyst containment unit
US9340424B2 (en) Catalyst structures
US20220089439A1 (en) Catalyst system and method for the catalytic combustion of ammonia to form nitrogen oxides in a medium-pressure system
ZA200508783B (en) Ammonia oxidation process
US20020127932A1 (en) Three-dimensional catalyst gauzes knitted in two or more layers
US20230226534A1 (en) Precious metal grid for catalyzing gas phase reactions
EP3523024B1 (en) A wire for manufacturing catalyst gauzes
RU2808516C2 (en) Catalytic system, and also method for catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in medium pressure installation
CN113302150B (en) Catalyst system and method for catalytic combustion of ammonia to form nitrogen oxides in medium-pressure systems
RU2808515C2 (en) Catalytic system, and also method for catalytic combustion of ammonia to nitrogen oxides in medium pressure installation
CN113286655B (en) Catalyst system and method for catalytic combustion of ammonia to form nitrogen oxides in medium pressure systems
RU2816117C1 (en) Catalyst system for flow reactor and method for catalytic oxidation of ammonia
US20230398531A1 (en) Precious metal mesh for catalyzing gas-phase reactions
US20230381765A1 (en) Catalyst system for a flow reactor and method for catalytic oxidation of ammonia
WO2024068061A1 (en) Catalyst system having a catalyst network comprising a noble metal wire for long campaigns in ammonia oxidation
TW202415447A (en) Catalyst system having a catalyst network comprising a noble metal wire for long campaigns in ammonia oxidation
RU2294239C1 (en) Platinoid mesh catalytic agent
UA127110C2 (en) METHANE OXIDIZING AMONOLISIS CATALYST