铂族金属催化网在硝酸工业中的应用
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摘 要：在工业硝酸氨氧化催化材料和催化网生产技术的发展历程，通过不同技术的对比指明了多元合金催化网和全功能催化网将是氨氧化催化网的发展方向。与此同时，由于技术的发展，铂回收网将逐步被淘汰；NOx减排催化剂将得到广泛使用。
关键词：铂族金属；催化剂；氨氧化；硝酸工业
1 铂合金催化网应用技术的发展
1.1 铂合金催化网的工业应用
铂合金催化网已广泛應用于化肥工业中生产硝酸、石油化工生产的乳酸和氨基酸的生产。在硝酸生产中，由于技术进步和设备发展，工艺逐渐优化。在常压法、中压法和高压法中，氨氧化炉完全采用铂网生产硝酸。铂的消耗量随着使用压力和温度的增加而增加，氨氧化转化率相对较低。氨氧化过程的技术进步。硝酸的生产能力和需求决定是氧化氨的过程。氧化炉的截面是矩形，矩形，圆形等。铂网尺寸各不相同氧化炉的内部压力也由正常压力法产生，由平均压力到高压。温度为约800～950℃。1150℃以上氢氰酸的生产中的温度。关键参数是转化率，选择性反应可能会影响转化率增加，这些都是在氨氧化的情况下，铂网的寿命和铂的消耗影响了铂网的正常生产和使用。在（101.33～1013.3）kPa和（800～950）℃的氨氧化过程中，Pt氧化为PtO2，Rh氧化为Rh2O3，Pd氧化为PdO，正在形成态挥发运用。由于结果挥发性和沉积动力学直接导致了铂网的质量损失应用摩擦，磨损和工艺要素，白金网的质量损失更大。在消耗金属中，不仅铂成为主体，还有一些铑和钯。白金网的表面可以观察到形成油菜花的表面结构。可以观察到白金网的表面。对晶体的实验分析可以监测到晶体的生长和晶体边界的腐蚀。氨氧化时，PtO2气态挥发性物质的沉积和合金腐蚀性行为会导致铂合金催化网的质量损失。近年来，在提高氨的氧化率、正常使用铂网、降低铂耗方面，已经实现了过程的稳定和技术上的变化。铂网活性的提高。
1.2 综合应用技术开发
铂合金催化剂选择性地加速氨氧化的热力学过程，使主反应得以维持，产生必需产物，减少或抑制其他反应。在催化过程中，活性和选择性的降低以及挥发性质量的降低是动力学运动的结果。反应速率与反应压力、反应温度密切相关。当总质量损失达到初始质量的10-20%时，必须更换旧网。在常压炉条件下，当活性降低时，转化率低于93%，使用时间为6个月，铂网必须经过再生处理才能重新活化。铂族金属因其高价格和资源匮乏而日益受到重视。很多硝酸厂回收铂采用机械方法，但损失的质量分数是铂的40%～60%，压差很大，功率损失增大，更换频繁。
2 铂回收网
在氨氧化炉中，铂的主要损失是铂氧化物蒸汽的损失，而不是由气流携带的微小的铂粒。钯由气态的PtO2置换白金来吸收和扩散，钯吸收白金的反应方式如下：
2Pd+PtO2=2PdO↑+Pt（1）
虽然钯可以最有效地收集金属，但不稳定的纯钯的机械性能，很容易在使用中变得模糊，因此需要使用钯合金网。pd-5%Ni合金收集网是目前使用最广泛。由上压法和高压法合成的硝酸将逐步消除，双高压将逐渐主导我国硝酸的生产。双加压使用性能更好的铂合金催化网，具有铂合金催化网和钯合金收集网的双重功能。钯高温捕获铂时，钯吸收气态PtO2，同时根据钯氧化式（1），从理论上讲，1克铂被回收，而1克金属钯被气体PdO蒸发，造成损失。当钯的价格远低于铂的价格时，钯的收集系统就可以安装。随着钯的价格迅速上涨，钯逐渐被淘汰，而网络技术在双压力炉中得到了广泛的应用。
3 环保技术
氮氧化物的温室效应是二氧化碳的310倍。硝酸工业每年排放的二氧化氮约为120万吨，相当于8000万辆汽车的排放量。另一方面，京都议定书已经签订了。此后，在一些国家，环境立法越来越严格。另外，《京都议定书》的清洁开发体制（CDM）允许产业减少排放，形成碳信用。向大气中排放大量二氧化碳的企业有可能从减排工厂购买碳信用额度。一氧化氮（N2O）常常被称为笑气。氨氧化产生硝酸时，会产生N2O温室气体。反应方程如下：
2NH3+5O2→N2O+3H2O（2）
氧化亚氮的减少途径：
①消除硝酸的后期生产方法，选择具有代表性、先进和大规模的双压硝酸生产工艺。废气中的NOx符合排放标准；
②采用一套良好的铂合金网状催化体系（一级催化剂），减少氮氧化物的排放；
③将两到三种催化剂添加到铂合金的催化网络中，使有害的N2O分解成无害的N2O。N2O催化分解方程：
N2O→N2+O2
④FTC催化网络已被转换为FTC+催化系统，以减少氮氧化物的排放。催化系统FTC plus已经进入商业市场，在许多工业应用中减少了30%以上的排放。催化系统FTC plus由许多层金属网组成，在任何反应器中都可以安装。FTC plus催化系统在所有氨氧化炉几乎适用，安装不需要更换再加热炉本身，也不需要添加额外的催化剂。
氨氧化工艺的发展促进了铂合金催化技术的发展。铂合金的催化材料、加工技术、应用技术和分析技术的发展，是铂合金催化网络的整体技术进步，促进了工业、农业和生态企业的发展。科学技术的发展对铂合金催化网络提出了更高的要求。
参考文献：
[1]汪霞.硝酸工业用铂合金催化网技术进展[J].工业催化，2015，16（6）：1-6.
[2]李建中国的铂族金属二次资源及其回收产业化实践[J].稀有金属材料与工程，2015，40（7）：1256-1259.
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