дко падає активність каталізатора і утруднюється регенерація його. На сучасних заводах платину для каталізаторів застосовують у вигляді сіток. Сітчаста форма створює велику поверхню каталізатора в контактному апараті при відносно малій витраті платини. Зазвичай застосовують сітки, в яких діаметр дроту дорівнює 0,045-0,09 мм з розмірами з боку осередку 0,22 мм. Площа сіток, не зайнята дротом, становить приблизно 50-60% всієї її площі. При застосуванні ниток іншого діаметру число плетінь змінюють з таким розрахунком, щоб вільна площа, не зайнята дротом, залишалася в зазначених межах.
У контактних апаратах, що працюють під атмосферним тиском. встановлюють від 2 до 4 сіток, здебільшого 3, а в апаратах, що працюють під тиском до 8 атм, - від 13 до 16 сіток. При встановленні однієї сітки частина молекул аміаку не стикається з каталізатором, що знижує вихід окису азоту. У найкращих умовах на одній сітці ступінь контактування може досягати 86-90%, на двох сітках 95-97%, а на трьох 98%. При роботі під атмосферним тиском не застосовують більше 4 сіток, так як при великій кількості сіток хоча продуктивність контактного апарату і зростає, але сильно збільшується опір газовому потоку. Сітки повинні щільно прилягати один до одного, так як, в іншому випадку, у вільному просторі між сітками протікає ряд гомогенних реакцій, що знижують вихід окису азоту.
У процесі роботи платинові сітки сильно розпушуються. Гладенькі нитки їх робляться губчастими і матовими, еластичні сітки робляться крихкими. Освіта губчастої, розпушеному поверхні збільшує товщину ниток. Все це створює сильно розвинену поверхню сіток, що підвищує каталітичну активність платини. Тільки отруєння каталізатора домішками, які надходять з газами, може надалі викликати зниження його активності.
Розпушення поверхні платинових сіток з плином часу призводить до сильного руйнування сіток, що викликає великі втрати платини.
Платина, призначена для виготовлення каталізатора, не повинна містити заліза, яке вже при 0,2% значно знижує вихід окису азоту.
Чистий платина при високих температурах швидко руйнується, і її найдрібніші частинки несуться з потоком газу. Інші метали платинової групи в чистому вигляді в якості каталізаторів не застосовують. Паладій швидко руйнується. Іридій і родій мало активні. Осмій легко окислюється.
Були вивчені і застосовані сплави платини, що володіють більшою міцністю і не меншою активністю, ніж чиста платина. На практиці застосовують сплави платини з іридію або з родієм і іноді з паладієм. Сітки зі сплаву платини з 1% іридію при високих температурах володіють більшою активністю, ніж платинові. Значно більша активність і, особливо, механічна міцність властиві сплавам платини з родієм.
Найкращий вихід окису азоту виходить при роботі на сплавах платини, в яких міститься 10% родію. Однак, враховуючи більш високу вартість родію в порівнянні з платиною, зміст його в сплавах зазвичай знижують до 7-5%.
При окисленні аміаку під тиском на платино-родієвим сітках виходить значно більший вихід окису азоту, ніж на чисто платинових.
Платинові каталізатори чутливі до деяких домішок, які у вихідному газі. Так, наявність в газі 0,00002% фосфіну (РН3) знижує ступінь конверсії до 80%. Менш сильними отрутами є сірководень, пари ацетилену, мастил, оксиди заліза та інші речовини. Регенерують сітки, обробляючи їх 10-15% розчином соляної кислоти при 60-70 ° С протягом 2 ч. Потім сітки ретельно промивають дистильованою водою, сушать і прожарюють у полум'ї водню. У процесі роботи змінюється фізична структура сіток і зменшується механічна міцність сплаву, що збільшує втрати металу і скорочує термін служби каталізатора [4].
4.3 Склад газової суміші. Оптимальний вміст аміаку в аміачно-повітряної суміші
Для окислення аміаку застосовують переважно повітря. Витрата кисню на окислення аміаку по реакції (24) з утворенням NO можна розрахувати наступним чином:
NH3 + 5O2=4NO + 6Н2O (24)
За реакцією (24) на 1 моль NH3 доводиться 1,25 благаючи O2 =, тоді - зміст NH3 можна виразити так:
де - кількість NH3 в суміші з повітрям; 100 - загальна кількість суміші (%).
Однак це теоретично. Для практичних цілей використовують певний надлишок кисню, тоді концентрація аміаку буде менше 14,4% (об.).
Оптимальною концентрацією аміаку в аміачно-повітряної суміші є найбільша його зміст, при якому ще можливий високий вихід NO при співвідношенні O2: NH3 lt; 2.
Різке зменшення ступеня конверсії спостерігається при зниженні співвідношення O2: NH3 lt; 1,7 і змісті NH3 в суміші рівному 11,5% (о...
