Сетки катализаторные и каталитические системы из благородных металлов ПлПдРд 60-37-3 в Минске


Катализаторные сетки ПлПдРд 60-37-3: платино-палладиево-родиевые системы для окисления аммиака

Катализаторные сетки из сплава ПлПдРд 60-37-3 — это тканые полотна на основе тройной системы платина–палладий–родиевый с массовым соотношением компонентов 60 % Pt, 37 % Pd и 3 % Rh. Такое легирование родием повышает жаростойкость и механическую стабильность катализатора при температурах 850–900 C, а палладий снижает стоимость пакета без критической потери активности в реакции окисления аммиака. Сетки применяются в агрегатах производства азотной кислоты и гидроксиламина, где контактный аппарат работает в условиях интенсивного газового потока и агрессивной нитрозной среды.

Технические характеристики и структура сплава

Сплав ПлПдРд 60-37-3 относится к дисперсионно-упрочняемым системам: родий образует твёрдый раствор с платиной, тормозящий рекристаллизацию и унос металла с поверхности. Палладий в количестве 37 % обеспечивает необходимую каталитическую селективность по целевому продукту — оксиду азота (II). Сетки изготавливают плетением из проволоки диаметром 0,06–0,09 мм с ячейкой 0,18–0,25 мм; число меш варьируется в пределах 1024–3600 на дюйм.

ПараметрЗначениеЕдиницаУсловиеМетод контроля
Массовая доля Pt60,0 0,5%исходная шихтагравиметрия
Массовая доля Pd37,0 0,5%исходная шихтаспектральный анализ
Массовая доля Rh3,0 0,2%исходная шихтаспектральный анализ
Диаметр проволоки0,06–0,09ммпосле волочениямикрометрия
Число меш1024–36001/дюймготовое полотнооптическая микроскопия
Рабочая температура850–900Cзона конверсии NHтермопара
Потеря массы за кампанию0,15–0,35г/т HNOпри 900 Cвесовой баланс

Конструкция катализаторного пакета

Пакет собирают из чередующихся слоёв сеток ПлПдРд 60-37-3 и подложек из бинарных сплавов (например, Pt–Rh 92-8 или Pt–Pd 95-5). Количество слоёв в контактном аппарате агрегата УКЛ-7 или АК-72 составляет 12–24 шт., что обеспечивает степень конверсии аммиака 96–98 %. Сетки укладывают с поворотом на 90 для перекрытия ячеек и равномерного распределения газового потока.

  • Опорные слои — сетки из сплава Pt–Rh 92-8 с ячейкой 0,20 мм.
  • Рабочие слои — ПлПдРд 60-37-3 с числом меш 1800–3600.
  • Фильтрующие слои — сетки из Pt–Pd 95-5 для улавливания платиноидов.
  • Крепёж — платино-родиевые скобы, стойкие к термоциклированию.

Условия эксплуатации и деградация

Основной механизм потери активности — унос платины в виде летучего PtO с поверхности проволоки. Легирование родием в сплаве ПлПдРд 60-37-3 снижает скорость испарения на 20–30 % по сравнению с бинарной системой Pt–Pd. Дополнительный фактор — отравление катализатора соединениями серы и хлора, поступающими с воздухом; при содержании HS выше 0,5 мг/м наблюдается необратимое снижение выхода NO. Регенерацию проводят обработкой разбавленной соляной кислотой с последующей промывкой деминерализованной водой.

Области применения

  • Агрегаты производства неконцентрированной азотной кислоты (УКЛ-7, АК-72, АК-72М).
  • Установки окисления аммиака в гидроксиламин-сульфатном процессе.
  • Реакторы каталитического окисления CO и углеводородов в газоочистке.
  • Контактные узлы в производстве синильной кислоты (андруссовский процесс).
  • Лабораторные проточные реакторы для исследования кинетики гетерогенного катализа.

Нормативная база и маркировка

Сетки катализаторные из сплава ПлПдРд 60-37-3 поставляются по ТУ 48-1-278-85 и ГОСТ 31847-2012. Химический состав подтверждается сертификатом спектрального анализа, геометрия — протоколом микроскопии. Каждая партия маркируется биркой с указанием номера плавки, массы пакета и числа меш.

Вопросы и ответы

Чем сплав ПлПдРд 60-37-3 отличается от Pt–Rh 92-8?

Сплав ПлПдРд 60-37-3 содержит 37 % палладия вместо родия, что снижает стоимость пакета, но уменьшает жаростойкость. Рабочая температура ограничена 900 C против 950 C у Pt–Rh 92-8.

Какой ресурс работы сеток ПлПдРд 60-37-3 в агрегате АК-72?

При штатном режиме и содержании серы в воздухе не выше 0,5 мг/м ресурс составляет 12–18 месяцев. Потеря массы за кампанию — 0,15–0,35 г на тонну HNO.

Возможна ли регенерация отработанных сеток?

Да, регенерация проводится промывкой в разбавленной HCl с последующей отмывкой. Аффинаж отработанных сеток позволяет вернуть до 98 % платиноидов в производственный цикл.

Какое число меш оптимально для окисления аммиака?

Для рабочих слоёв применяют сетки 1800–3600 меш. Меньшее число меш увеличивает проскок аммиака, большее — растёт гидравлическое сопротивление пакета.