[发明专利]用于自然或强制循环锅炉中工业设备的氨氧化燃烧器和2m至7m燃烧器直径的旁路最小化的装置

说明书

本发明涉及一种氨氧化燃烧器中的燃烧器篮系统以及一种方法，该系统适合于最小化气体滑移（Gasschlupf）并且最小化包含在该燃烧器篮中的介质的褶皱形成（Wellenbildung），以及最小化包含在该燃烧器篮中的介质的损失，该方法用于最小化气体滑移并且用于最小化包含在该燃烧器篮中的介质的褶皱形成，以及最小化包含在该燃烧器篮中的介质的损失。这意味着根据本发明的燃烧器篮系统确保针对载体材料（填充材料、催化剂材料）的穿透进行密封。一个另外的目的是最小化由于启动和关闭操作该载体材料的周边区域中的凹槽和脊形成（表面褶皱）的已知现象，而没有在填充床中安装另外的内部部件（Einbauten）的必要性。

硝酸是通过NO₂与水和氧气（空气）反应来产生的，其中NO 是由NO的氧化获得的。所要求的NO大部分是在氨氧化燃烧器中由NH₃的氧化产生的。

用作催化剂的是，例如，铂/铑网。这些用于该燃烧器内部（可能与捕集系统组合），并且被安排在包含在一个燃烧器篮中的载体材料上。这些载体材料大多是拉西环或鲍尔环（Raschig-oder Pallringe），弧鞍、短鞍或环鞍填料（Berl-,Interlox-oder）和/或具有从约5mm至200mm的尺寸的英特帕克填料体这些是由粗陶瓷、瓷器、玻璃、催化剂材料或不锈钢制成的并且被提供在支撑栅格上，这些支撑栅格可以例如被设计为穿孔板，这些穿孔板的自由截面是至少等于或大于该填充材料的相对空隙体积。这些支撑栅格构成该燃烧器篮的一个透气底板。这些支撑栅格大部分配备有用于这些载体材料的另外的支撑织物。为了将它们保持在适当的位置，通过夹紧装置将这些催化剂网固定（还大多与另外的支撑织物组合）在该燃烧器篮中。

经常将这些支撑栅格松散地安排在该氨氧化燃烧器内部还提供的其他内部部件上，以便该燃烧器篮的外壁与这些支撑栅格之间不存在机械连接。提供此类其他内部部件大多是因为-实际上-经常使用NH₃燃烧器装置与自然循环锅炉或强制循环锅炉（拉蒙（La Mont）废热锅炉）组合来实施操作。这具有的优点是避免所形成的NO的分解，并且因此实现所获得的气体混合物的快速冷却。为此目的，大多在该氨氧化燃烧器中的燃烧器篮的下方提供用于冷却该气体混合物的管盘，在该燃烧器篮上这些支撑栅格可以按一种灵活方式来安排。

在用空气将氨转化为一氧化氮和水蒸汽的过程中的反应温度达到最高950℃并且该工艺达到最高10巴的压力值。其结果是该燃烧器篮相应地膨胀。此类膨胀发生在覆盖有载体材料的地方，即，例如在该透气底板上，当升温按时间延迟方式进行时，具有一点时间延迟。特别在开启和关闭程序过程中当使该燃烧器篮的材料暴露于高应力时，已经以一个单一件制造的燃烧器篮的结构（即，它的外壁被机械地连接到该透气底板上）因此经受极端的磨损。这是为什么努力避免此类构造类型并且将该透气底板松散地安排在提供在该氨氧化燃烧器内部的结构上的原因。

然而，提供在该反应器内的内部部件上的透气底板的松散安排产生在该燃烧器篮的圆周壁（具有根据现有技术的圆柱形设计）与该透气底板之间的一个圆周间隙。一旦该燃烧器篮的圆柱形壁以及该透气底板开始膨胀至不同程度，这就会发生。该载体材料的不可避免的随之发生的下沉将随后导致气体滑移，使得该废热锅炉中的下游冷却不能是立即有效的并且所产生的NO将非常可能经受分解。

此外，存在以下风险：用于这些催化剂网的载体材料通过这个间隙掉落，并且因此该载体材料不再执行它按一种均匀方式支撑这些催化剂网的任务。因此，该载体材料的填料结构被损坏并且填料将显示裂纹和凹槽。已知此类现象与燃料效率损失和氨气滑移一起发生。必要的是出于环境原因而避免氨滑移，并且减少的燃烧效率影响整个工艺的效率，使得最终将产生更少的硝酸。

以下描述了优化现有的氨氧化燃烧器的几种尝试。

DE102008059930A1描述了一种包括至少一种用于替代Pt/Rh网的催化剂的、用于催化的放热气相反应的反应器。这个文献的图8示出一种用于该催化剂的耐高温支撑物，该催化剂被插入该支撑物中。如果使用铂网，从构造观点来看不可能将此类支撑结构用于一种高于该燃烧水平的透气底板。此外，它从工艺观点来看是不可行的，因为通过氨气空气混合物的预点燃，在这些热金属支撑结构上将获得不希望的副产物，这将降低NO生产的效率。