[实用新型]用于氨氧化炉的新型铂网托架既催化剂筐

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于支承氨氧化反应的催化剂——铂网的托架，并用作CDM减排N₂O的催化剂筐，属于硝酸装置氨氧化炉中部件总成设计、制造领域。

背景技术

目前国内外常压法硝酸生产装置中，氨氧化反应温度控制在800～860℃；氨氧化炉内的铂网支承结构，一是用可调耐热钢丝，二是用耐热钢板(Cr25Ni20级或高级别的Incoloy 800H)焊制托架。在此高温下这两种结构虽能维持正常生产，但均存在明显的问题和不足：可调耐热钢丝调整范围有限、钢丝易断、仅能承受铂网重量、完全不能满足新增CDM项目减排N₂O用催化剂装填的需要；焊制托架长期使用中暴露出诸多问题：一是上述耐热钢板在此高温下，刚度极差，使用不久即产生向下的弯曲变形，炉子直径越大变形越严重；二是大直径的炉子虽在托架下方设置用耐热钢板/管焊制的支撑梁/柱结构，因其刚度仍然很差，这种金属支撑结构在高温下自身因膨胀而产生变形不协调，同样不能解决托架向下弯曲变形问题；三是因为焊制托架容易因铂网脱边或损坏而降低氨氧化率，缩短了昂贵的铂网的使用周期；四是为安装焊制托架及支撑结构必须在氧化炉外壳上焊接大量筋板，导致外壳局部温度升高、增加散热损失；五是焊制结构用板材会因高温氧化而烧损减薄，焊缝易产生裂纹甚至断裂，经常需补焊，弯曲后需校正，维修工作量大、检修时间长，阻碍了装置长周期运行；六是新增CDM项目减排N₂O用催化剂装填后，托架荷重增加，向下弯曲变形加剧，一旦铂网和丝网脱边或损坏，催化剂将漏到废锅管箱底部、不能与工艺气体充分接触而失效，使昂贵的CDM催化剂不能正常发挥作用。

发明内容

设计目的：避免背景技术中长期存在的不足，解决硝酸生产新增CDM项目减排N₂O催化剂筐的设计难题，满足CDM用催化剂的装填要求的用于氨氧化炉的新型铂网托架既催化剂筐。

设计方案：为了实现上述设计目的。1、选用高温合金HP-Nb或HK-40铸造成型(HK40即可满足使用要求：但此托架批量太小，HP-Nb在当今合金炉管厂更常用)，此两种材料用于硝酸氧化炉的理由在于：由于这两种材料用在条件更为苛刻的合成氨、甲醇、炼油等行业中管式加热炉的炉管中，其长期使用的典型工况可以达到：内压3～4MPa、管壁金属温度850～980℃，用于对流室管支撑板(长期使用的典型工况：金属温度950～1050℃)等重要高温高压部件，国内外均有数十年的成熟使用经验。2、运用仿生学，将托架平面设计为“蛛网”状，结合优化设计的截面形状，最大限度地提高自身的刚性/抗变形能力，解决了背景技术中因变形不协调、焊接结构经常于焊缝处开裂、损坏的问题。3、大直径的氧化炉设计：(1)采用中部圆盘、周边分块扇形的结构，解决了托架的变形协调、高温合金铸造流动性较差的问题，不仅保证了使用，而且降低了铸造难度；(2)圆盘由中心的重质耐热砼立柱支撑，重质砼的热膨胀系数远低于高温合金，经过精确计算其热态膨胀量，安装时立柱顶面低于周边的支撑面相应数量，使托架上平面在工作温度下保持在理想的水平面；(3)由于支点缩短、弯矩减小，铸件可采用较小的截面尺寸仍具有足够的抗弯截面模量，因而减小了高温合金用量；(4)方便检修。4、托架周边支撑在氧化炉壳体浇铸的重质砼上，避免了背景技术中金属支撑构件的高温变形带来的诸多不良影响及由于托架支撑在焊接筋板上的散热损失。5、设计了三种类型系列托架，适用于不同直径范围的氧化炉。

技术方案：用于氨氧化炉的新型铂网托架既催化剂筐，托架上放置丝网，丝网上装填CDM催化剂，CDM催化剂上铺铂网。

本发明与背景技术相比，一是选材合理，托架材料选用高温合金HP-Nb或HK-40，既使在高温使用的状态下，也不会产生高温氧化；二是构思巧妙、设计合理，该托架在使用温度下有足够的抗弯截面模量、充分考虑了结构的变形协调，结构简单、制造难度较小、一次投资较省；三是完全满足铂网安装和新增CDM项目减排N₂O用催化剂装填的要求，使铂网及催化剂运行中处于水平面的最佳状况，保证铂网及催化剂达到正常的设计使用寿命；四是使用寿命长，属于无维修设计，减少系统停车检修时间、提高系统运转率；降低维修费用。

附图说明

图1中实线部分是用于硝酸装置氨氧化炉的I型铂网托架既催化剂筐的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3中实线部分是II型铂网托架既催化剂筐的结构示意图。

图4是图1、图3中的局部放大图。