алізатор, вихід оксидів становив 89-92% при температурі контактування 700-720 ° С. Продуктивність апарату по аміаку 600-700 кг/сут. Частинки вогнетривкої цегли, потрапляючи на каталізатор, знижували його активність.
Малюнок 6 - Апарат бамаги: 1 - насадка; 2 - платинова сітка; 3 - оглядове вікно
Апарат, запропонований фірмою бамаги (малюнок 6), складався з двох усічених конусів, з'єднаних широкими підставами, між якими поміщалися каталізаторні сітки. Діаметр апарату в широкій частині дорівнював 1,1 м або 2,0 м.
Аммиачно-повітряну суміш подавали в апарат знизу. Спочатку апарат виготовляли з алюмінію, потім його верхню, гарячу, частина виконували з нержавіючої сталі. Для кращого перемішування суміші в нижню частину апарата засипали кільця Рашига.
Основним недоліком цих апаратів був напрямок газової суміші на каталізатор знизу, що призводило до вібрації сіток і до збільшення втрати платини.
Дослідження конструкції контактного апарату показали, що напрямок газової суміші зверху вниз стабілізує роботу каталізаторних сіток, зменшує втрати дорогого дефіцитного платинового каталізатора, сприяє підвищенню ступеня конверсії на 1,0-1,5% і дозволяє застосовувати двоступінчастий каталізатор , в якому в якості другого ступеня застосовується оксидний неплатинового каталізатор.
При подачі газової суміші в апарат зверху в нижній його частині можна розташовувати шар ізолюючого матеріалу, а також змійовики парового котла і пароперегрівача без небезпеки забруднення каталізатора пилом вогнетривів і окалиною заліза. Це дозволяє знизити втрати тепла реакції в навколишнє середовище.
Дослідження розподілу температур по поверхні каталізатора показало, що краї каталізатора примикає до стінок, мають більш низьку температуру, відповідно знижується і ступінь контактування, зменшуючи загальний вихід оксиду азоту (II). У зв'язку з цим велике значення має геометрія підвідної частини контактного апарату, вона повинна являти собою плавно розходиться конус з кутом при вершині не більше 30 °.
Малюнок 7 - Апарат Парсонса: 1 - циліндрична платинова сітка; 2 кварцове дно; 3 - оглядове вікно; 4 - ізоляція
У США був створений апарат Парсонса з вертикальним розташуванням катализаторной сітки, згорнутої у вигляді чотиришарового циліндра висотою 33 см і діаметром 29 см (малюнок 7). Платиновий циліндр поміщали в металевий кожух, футерованих вогнетривкою цеглою, що забезпечувало хороший теплообмін з розпеченим каталізатором. Продуктивність такого апарату становила до 1 т аміаку на добу, ступінь конверсії 95-96%.
Перевага даного апарату - велика поверхня каталізатора порівняно з обсягом апарата. Недоліком його є нерівномірне надходження аміачно-повітряної суміші на каталізатор. Через нижню частину сітчастого каталізатора проходить більше суміші, чому через верхню частину.
Випробовувався ряд апаратів різної форми: у вигляді двох півсфер, конуса і півсфери при направленні потоку газів знизу вгору. Особливими перевагами ці апарати не володіли навіть при проведенні процесу до 0,51 МПа, ступінь конверсії не перевищувала 90%.
Рисунок 8 - Апарат фірми Дюпон: 1 - платинові сітки; 2 - колосники; 3 - водяна сорочка
При проведенні процесу при підвищеному тиску набув поширення апарат фірми Дюпон (малюнок 8), що складається з конусів: верхнього - з нікелю і нижнього - з жаротривкої сталі. Нижній корпус був забезпечений водяною сорочкою для охолодження. Каталізатор, що укладається на колосники, виконаний у вигляді пакету прямокутних сіток.
Зараз у всьому світі проектують і будують агрегати виробництва розведеною азотної кислоти великої одиничної потужності - до 400-600 т/рік. Контактні апарати з плоскими шарами сіток або шаром зернистого матеріалу, наявного поперек ходу газу, для таких агрегатів повинні мати великий діаметр до 5-7 м. Однак зі збільшенням діаметра апарату погіршується рівномірність розподілу аміачно-повітряної суміші по перетину апарату, збільшується металоємність на одиницю продуктивності , зростають труднощі в ущільненні фланцевих з'єднань. Апарати великих діаметрів (понад 4 м) не можна перевозити залізницями, виготовлення їх на заводській майданчику пов'язано з серйозними труднощами.
У зв'язку з цим найбільш перспективним є конвертор з радіальним ходом газової суміші через каталізатор, виконаний у вигляді циліндра або конуса. При такому розташуванні каталізатора можна, не змінюючи діаметр апарату, збільшувати його висоту і відповідно продуктивність.
Конструкції апаратів з циліндричним розташуванням каталізатора відомі давно (апарати Парсонса), але із збільшенням...
