專利名稱：由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐，該
托架用于支承氨氧化反應的催化劑——鉬網、并可用作CDM減排N20的催 化劑筐，屬于硝酸裝置氨氧化爐中部件總成設計、制造領域。
背景技術：
目前國內外常壓法硝酸生產裝置中，氨氧化反應溫度控制在800~860°C; 氨氧化爐內的鉑網支承結構， 一是用可調耐熱鋼絲，二是用耐熱鋼板 (Cr25Ni20級或高級別的Incoloy 800H)焊制托架。在此高溫下這兩種結構雖 能維持正常生產，但均存在明顯的問題和不足可調耐熱鋼絲調整范圍有限、 鋼絲易斷、僅能承受鉑網重量、完全不能滿足新增CDM項目減排N20用催 化劑裝填的需要；焊制托架長期使用中暴露出諸多問題 一是上述耐熱鋼板 在此高溫下，剛度極差，使用不久即產生向下的彎曲變形，爐子直徑越大變
形越嚴重；二是大直徑的爐子雖在托架下方設置用耐熱鋼板/管焊制的支撐梁
/柱結構，因其剛度仍然很差，這種金屬支撐結構在高溫下自身因膨脹而產生
變形不協調，同樣不能解決托架向下彎曲變形問題；三是因為焊制托架容易 因鉑網脫邊或損壞而降低氨氧化率，縮短了昂貴的鉑網的使用周期；四是為 安裝焊制托架及支撐結構必須在氧化爐外殼上焊接大量筋板，導致外殼局部 溫度升高、增加散熱損失；五是焊制結構用板材會因高溫氧化而燒損減薄，
3焊縫易產生裂紋甚至斷裂，經常需補焊，彎曲后需校正，維修工作量大、檢
修時間長，阻礙了裝置長周期運行；六是新增CDM項目減排N20用催化劑 裝填后，托架荷重增加，向下彎曲變形加劇， 一旦鉑網和絲網脫邊或損壞， 催化劑將漏到廢鍋管箱底部、不能與工藝氣體充分接觸而失效，使昂貴的 CDM催化劑不能正常發(fā)揮作用。 發(fā)明內容
設計目的避免背景技術中長期存在的不足，解決硝酸生產新增CDM 項目減排N20催化劑筐的設計難題，滿足CDM用催化劑的裝填要求的由新 型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐。
設計方案為了實現上述設計目的。1、選用高溫合金HP-Nb或HK-40 鑄造成型(HK40即可滿足使用要求但此托架批量太小，HP-Nb在當今合金 爐管廠更常用)，此兩種材料用于硝酸氧化爐的理由在于由于這兩種材料用 在條件更為苛刻的合成氨、甲醇、煉油等行業(yè)中管式加熱爐的爐管中，其長 期使用的典型工況可以達到內壓3 4MPa、管壁金屬溫度850 98(TC，用于 對流室管支撐板(長期使用的典型工況金屬溫度950 1050'C)等重要高溫高 壓部件，國內外均有數十年的成熟使用經驗。2、運用仿生學，將托架平面設 計為"蛛網"狀，結合優(yōu)化設計的截面形狀，最大限度地提高自身的剛性/ 抗變形能力，解決了背景技術中因變形不協調、焊接結構經常于焊縫處開裂、 損壞的問題。3、大直徑的氧化爐設計(l)采用中部圓盤、周邊分塊扇形的結 構，解決了托架的變形協調、高溫合金鑄造流動性較差的問題，不僅保證了 使用，而且降低了鑄造難度；(2)圓盤由中心的重質耐熱砼立柱支撐，重質砼 的熱膨脹系數遠低于高溫合金，經過精確計算其熱態(tài)膨脹量，安裝時立柱頂 面低于周邊的支撐面相應數量，使托架上平面在工作溫度下保持在理想的水平面；(3)由于支點縮短、彎矩減小，鑄件可采用較小的截面尺寸仍具有足夠 的抗彎截面模量，因而減小了高溫合金用量；(4)方便檢修。4、托架周邊支撐 在氧化爐殼體澆鑄的重質砼上，避免了背景技術中金屬支撐構件的高溫變形 帶來的諸多不良影響及由于托架支撐在焊接筋板上的散熱損失。5、設計了三 種類型系列托架，適用于不同直徑范圍的氧化爐。技術方案由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐，它包括氧化 爐及廢鍋前管箱，氨氧化爐中的托架設有用于支承氨氧化反應的催化劑—— 鉑網。本發(fā)明與背景技術相比， 一是選材合理，托架材料選用高溫合金HP-Nb 或HK-40，既使在高溫使用的狀態(tài)下，也不會產生高溫氧化；二是構思巧妙、 設計合理，該托架在使用溫度下有足夠的抗彎截面模量、充分考慮了結構的 變形協調，結構簡單、制造難度較小、 一次投資較??；三是完全滿足鉑網安 裝和新增CDM項目減排N20用催化劑裝填的要求，使鉑網/催化劑運行中處 于水平面的最佳狀況，保證鉑網/催化劑達到正常的設計使用壽命；四是使用 壽命長，屬于無維修設計，減少系統停車檢修時間、提高系統運轉率；降低 維修費用；五是避免了舊結構殼體上焊接筋板的熱損失；六是增加的阻力可 忽略不計(CDM用催化劑增加的阻力除外)、不影響微負壓操作的氧化爐及其 裝置系統的運行。


圖1是I型鉑網托架及支撐結構組成的硝酸裝置氨氧化爐的示意圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。圖3是II型鉑網托架的結構示意圖。圖4是圖1、圖3中的局部放大圖。圖5是圖3中件號5托架的俯視圖。圖6是m型鉑網托架的結構示意圖。
具體實施方式
實施例h參照附圖l、圖2、圖4。由新型鉑網托架及其支撐結構組成 的氨氧化爐，它包括氨氧化爐，氨氧化爐中的托架設有用于支承氨氧化反應 的催化劑——鉑網。圖1表示了I型鉑網托架及支撐結構組成的硝酸裝置氨氧化爐。它包括:氧化爐殼體7及廢鍋前管箱11中心豎立的重質耐火砼立柱6、砼立柱6下端 澆灌在廢鍋前管箱11底部、上端支撐托架5的中心圓盤，托架5的扇形件外 圈支撐在氧化爐殼體7上部澆灌的重質耐火砼8上；托架5置有鉑網4，用 螺栓固定的兩層鉑網壓圈12夾住鉑網4、將鉑網4定位，鉑網壓圈12置于 下殼體法蘭13-1上、上部是上殼體法蘭13-2;托架5平面設計為蛛網結構， 采用中心圓盤、周邊多片扇形拼裝而成；絲網3材料25。/。Cr20。/。Ni或以上級 別，托架5材料為HP-Nb或HK40;托架5及絲網3構成的催化劑筐外圈與 下殼體法蘭13-1之間用陶纖毯1填塞絕熱；砼立柱6、氧化爐殼體7上部周 邊澆灌的重質耐火砼8共同承受由托架5的自重及鉑網阻力所產生的載荷； 氧化爐殼體7/廢鍋前管箱11的耐火/絕熱層結構從外殼到向火面依次是絕熱 纖維板IO、輕質絕熱砼9、重質耐火砼8。實施例2:參照附圖3、圖4、圖5，圖3表示了II型鉑網托架組成的氨 氧化爐，適用于直徑比實施例1小的氧化爐；托架5整體鑄造成型，其外圈 支撐在氧化爐殼體7上部周邊澆灌的重質耐火砼8上——此處的重質砼8承 受托架5的自重及鉑網阻力所產生的全部載荷；不設置砼立柱6;其余與實 施例1類同。實施例3:參照附圖6，由in型鉑網托架組成的氨氧化爐，適用于直徑比實施例2更小的氧化爐；托架5整體鑄造成型，其外圈支撐在氧化爐下法蘭13-2上，由下法蘭13-2承受托架5的自重及鉑網阻力所產生的全部載荷；其余與實施例l類同。需要理解到的是上述實施例雖然對本發(fā)明作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設計思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā) 明設計思路的限制，任何不超出本發(fā)明設計思路的組合、增加或修改，均落 入本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求1、一種由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐，它包括氨氧化爐，其特征是氨氧化爐中的托架設有用于支承氨氧化反應的催化劑——鉑網。
2、 根據權利要求1所述的由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐，其 特征是托架中心圓盤由氧化爐及廢鍋前管箱中心的耐熱重質砼立柱支撐， 重質砼立柱下段位于在廢鍋前管箱底部；托架周邊由位于氧化爐殼體上的耐 熱重質砼支撐。
3、 根據權利要求1所述的由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐，其 特征是托架上置有鉑網。
4、 根據權利要求1所述的由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐，其 特征是托架平面設計為蛛網結構。
5、 根據權利要求4所述的由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐，其 特征是托架采用中心圓盤、周邊多片扇形，分塊鑄造、拼裝成為完整的托 架，或托架整體鑄造成型。
6、 根據權利要求1所述的由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐，其 特征是托架外圈與氧化爐外殼之間用陶纖毯絕熱；氧化爐、廢鍋前管箱的 耐火絕熱層結構從外殼到向火面依次是絕熱纖維板、輕質絕熱砼、重質耐火 砼。
7、 根據權利要求1所述的由新型鉑網托架及其支撐結構組成的氨氧化爐，其 特征是托架選用HP-Nb或HK40材料鑄造成型。
專利摘要本實用新型涉及一種新型鉑網托架及其支撐結構組成的硝酸裝置氨氧化爐，它包括氧化爐和廢鍋前管箱中心豎立砼立柱且砼立柱上端支撐托架，托架上鋪設鉑網，托架四周用陶纖毯絕熱。優(yōu)點一是托架材料選用高溫合金HP-Nb或HK-40，即使在高溫使用的狀態(tài)下，也不會產生高溫氧化，并且該托架在使用溫度下有足夠的抗彎截面模量，結構簡單、制造難度較小、一次投資較??；二是完全滿足鉑網安裝和新增CDM項目減排N₂O用催化劑裝填的要求，使鉑網及催化劑運行中處于水平面的最佳狀況，保證鉑網及催化劑達到正常的設計使用壽命；三是使用壽命長，屬于無維修設計，減少系統停車檢修時間、提高系統運轉率，降低維修費用；四是減少氧化爐的散熱損失。
文檔編號C01B21/38GK201321380SQ20082018078
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權日2008年12月9日
發(fā)明者額 余, 侯德民, 周啟紅 申請人:四川瀘天化股份有限公司