具有壁隔离的筐状装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种容纳在反应器(R)中的装置(D)，该装置具有能够被气体和/或液体透过的底部(B)，在该装置的周边区域中布置有侧面边界部(W)，该侧面边界部完全包围底部(B)并且形成了体积(V)，该体积至少部分或者全部被催化的和/或非催化的成型体填充，其中，必要时在上游方向在与底部(B)相对的侧面上存在至少一个贵金属和/或非贵金属织物，其特征在于，至少在装置(D)的侧面边界部(W)的内侧的部分表面上存在隔热层(S)，其中，从包括陶瓷材料、微孔材料和硅酸盐纤维的组中选择用于隔热层(S)的材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在权利要求中所分别限定的一种容纳在反应器R中、优选在高温反应器中的装置D、一种包含该反应器R的装置D、一种该装置D的使用方案、一种包含该装置D的反应器R的使用方案以及一种使用装置D来生产氮氧化物或硝酸的方法。
技术介绍
容纳在反应器中的例如筐状构型的装置通常由于构造或强度原因而由像金属或金属合金等能导热的材料、例如钢组成，该装置在反应器例如被加热到工作温度时或者在本身由于反应热而升热时膨胀，并在反应器冷却时收缩。当这类装置内装圆柱形或星形的催化剂颗粒的易移动的、颗粒状的、例如倾灌的内容物时，由于装置和所述内容物之间的热膨胀区别，在装置的边缘区域中通常会(常常不规则地并且呈漏斗状地)形成凹处，颗粒通常从装置的周边区域/边缘区域滴落或沉降到该凹处中。这并不是所希望的，因为内容物的不均质通常会导致其例如在催化行为方面的特性变差。这是因为，例如在周边区域中的凹处中气体的流动速度比在不具有凹处的区域中大，因而气体在周边区域的逗留时间通常减少，该处可供反应气体使用的催化面积也更小，这原则上会造成在周边区域中并进而整体的催化转化更低。上述缺点通常出现在例如用于通过在现今的催化器、例如在含有贵重金属的催化纱网中对氨进行氧化来制造氮氧化物和/或硝酸的方法中。其中通常将氨的氧化产物输送通过颗粒状的氧化亚氮分解催化剂的填料，该填料通常位于上述筐状的装置中。因而在该方法中，上述漏斗形的凹处在氧化亚氮分解催化剂的该填料中会造成氧化亚氮在催化剂床周边区域中分解减少，这又通常会不期望地造成生产设备的氧化亚氮排放增加。WO2004/005187A1(雅拉国际)描述了一种所谓的催化剂筐，具有金属壁和穿孔的底架，该催化剂筐位于氨-氧化燃烧器中。金属壁具有特定的几何形状，以抑制催化剂填料的不均质。WO2004/005187A1未公开隔热层。WO03/011448A1(庄信万丰有限公司)描述了一种在被壁包围的穿孔底部上的可流体渗透的固定床/填料床。所述必具有特定的几何形状，以抑制催化剂填料的不均质。WO03/011448A1未公开隔热层。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种装置，该装置尤其在周边区域中膨胀不明显并因而保持其所容纳的颗粒填料的均质，其中实际在装置的整个横截面上的起始的填料高度尽可能保持不变并且避免或阻止在装置周边区域中的凹处。据此提出了在权利要求中相应限定的容纳在反应器R中、尤其是在高温反应器中的装置D、含有反应器R的装置D、装置D的使用方案、包含该装置D的反应器R的使用方案以及使用装置D来生产氮氧化物或硝酸的方法。在本专利技术的优选实施方式中，装置D和反应器R分别如下面所述地被用于生产氮氧化物和/或硝酸的方法中。这些实施方式在下面也被称作“NOx/HNO3-实施方式”，除非明确另作陈述，则下述内容明确尤其适用于NOx/HNO3-实施方式。通常通过利用含氧气体(通常为空气)对氨进行催化氧化来生产氮氧化物和/或硝酸的方法是已知的，并且例如在魏因海姆的威利-VCH出版社有限及两合公司的Ullmann工业化学百科全书的2003年的第六册全面修订版中在第1至49页、第23栏以“硝酸、亚硝酸和氮氧化物”得到描述。通常在用于制造氮氧化物和/或硝酸的方法中，将氨和含氧的气体、例如空气或纯氧的混合物在通常较高的例如800至900℃范围内的温度下在例如贵重金属(如铂或铂-铑合金)织物上催化转化，所生成的、通常包含主要成分为一氧化氮、副成分为氧化亚氮(“笑气”)的反应产物通常流过在流动方向上通常在催化纱网下方顺流地布置的床层，该床层具有相对于反应器中的反应条件耐受的催化的和/或非催化的、通常陶瓷的成型体/模制体。该床层通常在分解氧化亚氮方面具有催化活性，通常被容纳在筐状的装置中并且通常将氧化亚氮分解为氮(N2)元素和氧(O2)元素。反应混合物在离开了通常筐状的装置后通常在热交换器处被冷却，由此与氧继续反应形成二氧化氮。所述反应混合物通常经由不同的热交换器而被进一步冷却(由此已经能够冷凝出部分硝酸)并最终在吸收装置中与水转化形成硝酸。之前在冷却器/冷凝装置中有可能被冷凝出的稀释的硝酸通常也被输入到吸收装置中。下面详述本专利技术。装置D的材料通常是由金属、例如因科镍合金(Inconel)600(材料号2.4816)、合金602CA、海恩斯(Haynes)合金制成的高温材料，或者由材料号为1.4828和1.4835的奥氏体钢制成的材料。装置D的合适的材料是因科镍合金600或材料号为1.4835的钢或合金602CA或海恩斯合金。装置D的优选材料是因科镍合金600、材料号为1.4835的钢或合金602CA。装置D的底部B通常是被穿孔的，其中该穿孔的方式和形状并不严格，并由其可供气体和/或液体、优选供气体渗透。底部B通常被穿孔成使得其通常所携带的颗粒不会由于穿孔而下落。在一种实施方式中,底部B具有支承件，例如由框架和蜂窝结构组成的格栅，其上通常放置着一个金属底网或多个、例如两个至三个通常具有不同网孔尺寸和/或不同网格金属丝/网线厚度的金属底网。支承件例如由框架和蜂窝结构组成的格栅可以由单件组成，但也可以由多个部分、优选2至8个部分、特别优选4至6个部分组成，其中这些部分的几何形状可以是多样的，例如可以是四分之一圆部分、六分之一圆部分、八分之一圆部分，所谓的“蛋糕块几何形状”，但例如也可以是图3中所示的部分划分。所述的一个或多个底网可以由一个单件组成，和/或由多个子件构成，并且/或者叠置地、优选覆盖地、优选设置在支承件上，例如由框架和蜂窝结构组成的格栅上，其中线厚度更厚、网孔更大的网通常放在最下面。通常在底部B的周边区域中在侧面将所述的底网或所述的多个底网上拉，使其例如部分或者优选完全遮盖侧面界限/边界部W和/或隔热层S。上面所述底网的孔可以具有任意的横截面几何形状，例如矩形/方形、六角形、圆形。底部B通常由材料1.4835、合金602CA和因科镍合金600制成，优选由因科镍合金600或合金602CA制成。底部B的横截面几何形状本身原则上取决于通常容纳它的反应器R的横截面几何形状。底部B的横截面几何形状优选与容纳底部B的反应器R的那个横截面几何形状相同。对于底部B的和/或容纳底部B的反应器R的横截面几何形状，可以考虑有角形、优选四角形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种容纳在反应器R中的装置D，该装置具有能够被气体和/或液体透过的底部B，在该底部的边缘区域中布置有侧面边界部W，该侧面边界部完全包围底部B并且形成了体积V，该体积至少部分或者全部地被催化成型体和/或非催化成型体填充，其中，必要时在上游与底部B相对的侧面上存在至少一个贵金属和/或非贵金属织物，其特征在于，至少在装置D的侧面边界部W的内侧的部分表面上存在隔热层S，其中，从包括陶瓷材料、微孔材料和硅酸盐纤维的组中选择用于隔热层S的材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.16 EP 13180626.71.一种容纳在反应器R中的装置D，该装置具有能够被气体和/或液
体透过的底部B，在该底部的边缘区域中布置有侧面边界部W，该侧面边
界部完全包围底部B并且形成了体积V，该体积至少部分或者全部地被催
化成型体和/或非催化成型体填充，其中，必要时在上游与底部B相对的侧
面上存在至少一个贵金属和/或非贵金属织物，其特征在于，至少在装置D
的侧面边界部W的内侧的部分表面上存在隔热层S，其中，从包括陶瓷材
料、微孔材料和硅酸盐纤维的组中选择用于隔热层S的材料。
2.根据权利要求1所述的装置D，其中所述隔热层S覆盖侧面边界
部W的内侧表面的30％至几乎100％。
3.根据权利要求1至2之一所述的装置D，其中所述隔热层S至少
覆盖所述侧面边界部W的内侧表面的位于下部的30％。
4.根据权利要求1至3之一所述的装置D，其中所述底部B的横截
面近似圆形。
5.根据权利要求1至4之一所述的装置D，其中在上游与底部B相
对的侧面上设有至少一个贵金属和/或非贵金属织物。
6.根据权利要求1至5之一所述的装置D，其中所述体积V最多被
催化成型体和/或非催化成型体填充至最下方的贵金属和/或非贵金属织物
处。
7.一种反应器R，具有如权利要求1至6之一所限定的装置D。
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【专利技术属性】
技术研发人员：G·奥尔贝特，H·弗里德里希，A·韦尔弗特，R·库恩，T·伦克，W·格美内尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE