водню у газовій суміші ступінь конверсії аміаку знижується до 80%. Менш сильними контактними отрутами є сірководень, ацетилен, хлор, пари мастил пил, що містить оксиди заліза, окис кальцію, пісок та ін.
Попереднє очищення газів збільшує тривалість роботи каталізатора. Проте з часом каталізатор поступово отруюється і вихід NO знижується. Для видалення отрут і забруднень сітки періодично регенерують допомогою обробки їх 10-15% розчином соляної кислоти.
5. Час контактування. Оптимальний час контактування визначається швидкістю окислення аміаку. Найчастіше швидкість окислення визначають як кількість окисленого аміаку (кг) на одиницю поверхні (м2) на добу (напруженість каталізатора). Тривалість зіткнення газу з каталізатором, або час контактування визначають з рівняння:
=Vсв/W
де t - час перебування газу в катализаторной зоні, сек; Vсв - вільний об'єм каталізатора, м3; W - об'ємна швидкість в умовах контактування м3 сек - 1.
Максимальна ступінь перетворення аміаку в окис азоту досягається при цілком певному часу контакту газу з каталізатором. Оптимальним часом контактування слід вважати не те, при якому досягається максимальний вихід NO, а дещо менше, оскільки економічно вигідно працювати при більшій продуктивності навіть за рахунок зниження виходу продукту. У практичних умовах час контакту аміаку з каталізатором коливається в межах від 1 10-4 до 2 10-4 сек.
. Змішання аміаку з повітрям. Повна однорідність аміачно-повітряної суміші, що надходить в зону контактування, є одним з основних умов отримання високого виходу окису азоту. Гарне змішування газів має велике значення не тільки для забезпечення високого ступеня контактування, а й охороняє від небезпеки вибуху. Конструкція і обсяг змішувача повинні повною мірою забезпечувати хороше перемішування газу і виключати проскакування аміаку окремими струменями на каталізатор [17].
5. КОНТАКТНІ АПАРАТИ
Найбільш складною і зазнала значні удосконалення є конструкція самого контактного апарату.
Малюнок 3 - Контактний апарат Оствальда: 1 - колектор аміачно-повітряної суміші; 2 - платинова спіраль; 3 - оглядове вікно; 4 - колектор нітрозних газів
Першим промисловим контактним апаратом був апарат Оствальда (малюнок 3), що складається з двох концентричних труб: зовнішньої чавунної діаметром 100 мм, емальованому зсередини, і внутрішньої з нікелю діаметром 65 мм. Аміачно-повітряна суміш надходила в апарат знизу по зовнішній трубі і потрапляла на каталізатор, розташований у верхній частині внутрішньої труби. Нітрозні гази по внутрішній трубі прямували вниз в колектор, віддаючи тепло надходить суміші.
Каталізатор складався з стрічок платинової фольги товщиною 0,01 мм і шириною 20 мм, згорнутих разом в спіраль. Одна зі стрічок гладка, друга гофрована з вигинами в 1 мм. Ступінь конверсії аміаку досягала 90-95%, в суміші з повітрям містилося NH3 8% (об.), Продуктивність апарату становила 100 кг азотної кислоти на добу.
Подібна форма каталізатора не дозволяла підвищувати продуктивність апарату за рахунок збільшення його розмірів. В апараті Оствальда не забезпечувалася рівномірність подачі газової суміші, так як перед надходженням на каталізатор потік газу змінив свій напрямок на 180 ° і вже потім надходив на нього. Крім того, конструкція апарату не дозволяла швидко виводити оксиди азоту (II) із зони високих температур.
У наступних конструкціях контактного апарату був використаний каталізатор у формі сітки з ниток діаметром 0,06 мм.
Малюнок 4 - Контактний апарат Андрєєва: 1 - платинові сітки; 2 - оглядове вікно
Перше в Росії виробництво азотної кислоти було оснащено контактними апаратами Андрєєва, виробляється 386 кг азотної кислоти на добу і вважалися найбільш досконалими у світі. Апарат циліндричної форми діаметром 300 мм і висотою 450 мм був виготовлений з чавуну. Суміш газів надходила знизу (малюнок 4). Сітка платинового каталізатора розташовувалася поперек апарату, посередині його.
Застосування чавуну для виготовлення цього апарата мало ряд недоліків: протікання побічних реакцій, забруднення платини окалиною. Ступінь конверсії в ньому не перевищувала 87%.
Малюнок 5 - Контактний апарат Фішера: 1 - насадка; 2 - платинова сітка; 3 - ізоляція
Апарат Фішера виготовляли з алюмінію, його діаметр дорівнював 1000 мм, висота 2000 мм (малюнок 5). Знизу апарат заповнювали порцеляновими кільцями Рашига, верхню частину футерованих вогнетривким цеглою. Конструкція апарату не забезпечувала рівномірної подачі аміачно-повітряної суміші на кат...
