专利名称：由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨氧化炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的
氨氧化炉，该托架用于支承氨氧化反应的催化剂——钼网、并用作CDM减 排N20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°C; 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N20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或管焊制的支撑 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，縮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N20用催化剂 装填后，托架荷重增加，向下弯曲变形加剧， 一旦铂网或丝网脱边或损坏， 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N20催化剂筐的设计难题，满足CDM用催化剂的装填要求的由新 型铂网托架及其支撑结构组成的氨氧化炉。
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 98(TC，用于 对流室管支撑板(长期使用的典型工况金属温度950 105(TC)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(l)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)由于支点縮短、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。
技术方案由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨氧化炉， 它包括氨氧化炉，氨氧化炉中托架设有用于支承氨氧化反应的催化剂——钼 网、并用作CDM减排N20的催化剂筐。
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N20用催化剂装填的要求，使铂网/催化剂运行中处 于水平面的最佳状况，保证铂网和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；五是避免了旧结构壳体上焊接筋板的热损失；六是增加的阻力 可忽略不计(CDM用催化剂增加的阻力除外)、不影响微负压操作的氧化炉及 其装置系统的运行。
图1是I型铂网托架既催化剂筐及支撑结构组成的硝酸装置氨氧化炉的 示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3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。 图5是图3中件号5托架的俯视图。
图6是m型钼网托架既催化剂筐的结构示意图。
具体实施方式
实施例1:参照附图1、图2、图4，图1表示了 I型铂网托架既催化剂 筐及支撑结构组成的硝酸装置氨氧化炉。它包括氧化炉壳体7及废锅前管
箱11中心竖立的重质耐火砼立柱6、砼立柱6下端浇灌在废锅前管箱11底 部、上端支撑托架5的中心圆盘，托架5的扇形件外圈支撑在氧化炉壳体7 上部浇灌的重质耐火砼8上；托架5置有丝网3以构成催化筐，丝网3上面 及内侧装填CDM催化剂2，铂网4铺在CDM催化剂2上；用螺栓固定的两 层铀网压圈12夹住钼网4、将铂网4定位，铂网压圈12置于下壳体法兰13-1 上、上部是上壳体法兰13-2;托架5平面设计为蛛网结构，采用中心圆盘、 周边多片扇形拼装而成；丝网3材料25。/。Cr20。/。Ni或以上级别，托架5材料 为HP-Nb或HK40;托架5及丝网3构成的催化剂筐外圈与下壳体法兰13-1 之间用陶纤毯1填塞绝热；砼立柱6、氧化炉壳体7上部周边浇灌的重质耐 火砼8共同承受由托架5及CDM催化剂2的自重及CDM催化剂2床层阻 力所产生的载荷;氧化炉壳体7和废锅前管箱11的耐火或绝热层结构从外壳 到向火面依次是绝热纤维板IO、轻质绝热砼9、重质耐火砼8。
实施例2:参照附图3、图4、图5，图3表示了II型铂网托架既催化剂 筐组成的氨氧化炉，适用于直径比实施例1小的氧化炉；托架5整体铸造成 型，其外圈支撑在氧化炉壳体7上部周边浇灌的重质耐火砼8上——此处的 重质砼8承受托架5及CDM催化剂2的自重及CDM催化剂2床层阻力所 产生的全部载荷；不设置砼立柱6;其余与实施例l类同。实施例3:参照附图6，由m型铂网托架既催化剂筐组成的氨氧化炉，适
用于直径比实施例2更小的氧化炉；托架5整体铸造成型，其外圈支撑在氧
化炉下法兰13-2上，由下法兰13-2承受托架5及CDM催化剂2的自重及 CDM催化剂2床层阻力所产生的全部载荷；其余与实施例1类同。
例l:本申请已按图l、图2所示，在两台微负压操作的氧化炉上试验， 用粒径相近的氧化铝球代替催化剂2装入催化剂筐；运行温度85(TC，系统 阻力无明显增高，运行正常；下次检修只需将氧化铝球卸出、更换为CDM 催化剂。
例2:本申请已按图6所示在一台加压操作的氧化炉上试验，用粒径相 近的氧化铝球代替催化剂2装入催化剂筐，运行温度905t:;运行正常。
需要理解到的是上述实施例虽然对本发明作了比较详细的文字描述，
但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发 明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落 入本发明的保护范围内。
权利要求1、一种由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨氧化炉，它包括氨氧化炉，其特征是氨氧化炉中托架设有用于支承氨氧化反应的催化剂——铂网、并用作CDM减排N2O的催化剂筐。
2、 根据权利要求1所述的由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨氧化炉，其特征是托架中心圆盘由氧化炉及废锅前管箱中心的耐热重质砼 立柱支撑，此立柱下段浇灌在废锅前管箱底部；托架周边由浇灌在氧化炉壳 体上的耐热重质砼支撑。
3、 根据权利要求1所述的由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨 氧化炉，其特征是托架上置有丝网以构成催化剂筐，丝网上装填CDM催 化剂，铂网置于CDM催化剂上。
4、 根据权利要求1-戶反,的歩新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨 氧化炉，其特征是托架平面设计为蛛网结构。
5、 根据权利要求1或4所述的由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨氧化炉，其特征是托架采用中心圆盘、周边多片扇形，分块铸造、拼装成为完整的托架，或托架整体铸造成型。
6、 根据权利要求1所述的由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨 氧化炉，其特征是托架既催化剂筐外圈与氨氧化炉外壳之间用陶纤毯绝热;氨氧化炉及废锅前管箱的耐火、绝热层结构从外壳到向火面依次是绝热纤维 板、轻质绝热砼、重质耐火砼。
7、 根据权利要求1所述的由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨 氧化炉，其特征是托架选用HP-Nb或HK40材料铸造成型。
专利摘要本实用新型涉及一种新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的硝酸装置氨氧化炉，它包括氧化炉/废锅前管箱中心竖立砼立柱且砼立柱上端支撑托架，托架上铺设丝网以形成CDM催化剂筐，CDM催化剂上铺设铂网，托架既催化剂筐四周用陶纤毯绝热；当不装填CDM催化剂时，取消丝网、铂网直接铺设在托架上。优点一是托架材料选用高温合金HP-Nb或HK-40，即使在高温使用的状态下，也不会产生高温氧化，并且该托架在使用温度下有足够的抗弯截面模量，结构简单、制造难度较小、一次投资较省；二是完全满足铂网安装和新增CDM项目减排N<sub>2</sub>O用催化剂装填的要求，使铂网和催化剂运行中处于水平面的最佳状况，保证铂网和催化剂达到正常的设计使用寿命；三是使用寿命长，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；四是减少氧化炉的散热损失。
文档编号C01B21/38GK201321378SQ200820180780
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月9日 优先权日2008年12月9日
发明者额 余, 侯德民, 周启红 申请人:四川泸天化股份有限公司