CN102716756A - 蜂窝式二氧化硫催化剂的制备方法及其应用 - Google Patents

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张涛
汪德志
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Abstract

本发明涉及一种蜂窝式二氧化硫催化剂的制备方法及其应用，特别涉及一种用于二氧化硫氧化成三氧化硫蜂窝式催化剂以及制备方法，属于环境净化技术领域。其以硅氧化物或硅铝氧化物等其它物质为载体，活性组分和成型助剂后成型，再经干燥后煅烧制成。所述蜂窝式二氧化硫催化剂采用共混合法制备方法，将活性组分溶解后或和助催化剂成分溶解成溶液与载体、成型助剂等一起混炼捏合、陈腐、成型、干燥、煅烧形成催化剂。本发明催化剂具有适用面广、成本低、强度高、操作简单易行等优点，适用工业化生产。可广泛用于二氧化硫氧化为三氧化硫以及各种燃烧过程和工业废气中的二氧化硫。

Description

蜂窝式二氧化硫催化剂的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种蜂窝式二氧化硫催化剂的制备方法及其应用，特别涉及一种用于二氧化硫氧化成三氧化硫蜂窝式催化剂以及制备方法，属于环境净化技术领域。
背景技术
目前硫酸工业以及其它涉硫工业通常采用圆柱或菊形催化剂。催化剂散堆在反应器中，导致反应床层内流体的沟流、壁流、压降大等，降低催化剂活性和缩短使用寿命等。
中国专利CN10185026A用直接混合碾压的方法制备了含有硅藻土、五氧化二钒、硫酸钾等的钒催化剂，用于SO2氧化反应。
中国专利ZL91103089.1采用钛白粉为载体，氧化钒、碱金属氧化物等为物质，通过挤出成整体式催化剂，可用于在氧化于空气流或含氧废气或烟气中二氧化硫方面。但由于钛白粉的成本较高，而应用于二氧化硫催化剂而受到限制。
中国专利CN1431046A采用铸模成型法制备了具有规则通道的整体式二氧化硫氧化催化剂。工艺步骤有：浆料制备、铸模组合、入模与成型、脱模、干燥、煅烧。不足之处在于：采用铸模成型增加了工艺的整体操作过程、成本以及时间等。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种蜂窝式二氧化硫催化剂以及制备方法，此种催化剂具有适用面广、成本低、强度高、操作简单易行等优点，适用工业化生产。
按照本发明提供的技术方案，一种蜂窝式二氧化硫催化剂，按重量份计包括：硅藻土45~55份、硅氧化物或硅铝氧化物载体10~15份、活性组分30~35份和成型助剂1~5份；
其以硅氧化物或硅铝氧化物的一种或几种为载体，活性组分和成型助剂后成型，再经干燥后煅烧制成。
所述硅氧化物或硅铝氧化物载体为粘土、膨润土、硅胶、蒙脱石、超细高岭土、活性白土或凹凸棒石中的一种或几种。
所述活性组分为五氧化二钒、硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸钾、硫酸氢钾或硫酸铯中的一种或几种。
所述成型助剂为羟甲基纤维素钠、木质素、羟丙基甲基纤维素、硅溶胶、铝溶胶、聚环氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、甘油、石蜡、棉浆、活性炭、硬脂酸、桐油、玻璃纤维、碳纤维或陶瓷纤维中的一种或几种。
所述蜂窝式二氧化硫催化剂的制备方法，按重量份计步骤为：
（1）混合：取硅藻土45~55份、硅氧化物或硅铝氧化物载体10~15份、活性组分30~35份和成型助剂1~5份，加入到捏合机中，再加入水5~15份，以300~1000r/min的速度搅拌混合均匀；
（2）混炼挤出：将得到的溶液在真空练泥机中混炼2~4遍，混炼温度为20~100℃；混炼得到的混合物置入液压挤出机中，挤出得到蜂窝式二氧化硫催化剂初品，挤出压力为2~5Mpa；
（3）干燥和煅烧：将得到的蜂窝式二氧化硫催化剂初品在25~80℃干燥24~240小时；将干燥后的蜂窝式二氧化硫催化剂初品在200~550℃煅烧12~36小时；煅烧后降温至室温即得产品蜂窝式二氧化硫催化剂。
所述煅烧过程如下：将干燥后的蜂窝式二氧化硫催化剂初品置于马弗炉中通过程序控制从室温升温煅烧，控制升温速率1度/min，至200℃时，保温4~6小时，至550℃时，保温4~6小时。
所述产品用于将二氧化硫氧化为三氧化硫，以及各种燃烧过程和工业废气中的二氧化硫的氧化。
本发明具有如下优点：与现有工业硫酸催化剂相比，本发明克服了传统硫酸催化剂混碾方法中用硫酸中和的步骤。本发明所制备的催化剂具有适用面广、成本低、强度高、操作简单易行等优点，其制备得到的催化剂具有蜂窝外形，便于搬运和装卸，因而十分适用于工业化生产。
具体实施方式
实施例1
（1）混合：取硅藻土55份、粘土10份、五氧化二钒30份和硅溶胶5份，加入到捏合机中，再加入水5份，以４００r/min的速度搅拌混合均匀；
（2）混炼挤出：将得到的溶液在真空练泥机中混炼３遍，混炼温度为20~100℃；混炼得到的混合物置入液压挤出机中，挤出得到蜂窝式二氧化硫催化剂初品，挤出压力为４Mpa；
（3）干燥和煅烧：将得到的蜂窝式二氧化硫催化剂初品在25~80度干燥240小时，然后在马弗炉中从室温程序升温，控制升温速率1度/min，200度保温4~6小时，然后升温速率1度/min，550度保温4~6小时冷却得到成品。煅烧后降温至室温即得产品蜂窝式二氧化硫催化剂。
实施例2
（1）混合：取硅藻土５４份、硅胶７份、蒙脱石３份、硫酸氢钠3２份和甘油４份，加入到捏合机中，再加入水１０份，以５00r/min的速度搅拌混合均匀；
（2）混炼挤出：将得到的溶液在真空练泥机中混炼2遍，混炼温度为20~100℃；混炼得到的混合物置入液压挤出机中，挤出得到蜂窝式二氧化硫催化剂初品，挤出压力为5Mpa；
（3）干燥和煅烧：将得到的蜂窝式二氧化硫催化剂初品在25~80度干燥240小时，然后在马弗炉中从室温程序升温，控制升温速率1度/min，200度保温4~6小时，然后升温速率1度/min，550度保温4~6小时；煅烧后降温至室温即得产品蜂窝式二氧化硫催化剂。
实施例3
（1）混合：取硅藻土５４份、凹凸棒石１２份、硫酸铯３２份和石蜡４份，加入到捏合机中，再加入水１５份，以1000r/min的速度搅拌混合均匀；
（2）混炼挤出：将得到的溶液在真空练泥机中混炼2遍，混炼温度为20~100℃；混炼得到的混合物置入液压挤出机中，挤出得到蜂窝式二氧化硫催化剂初品，挤出压力为４Mpa；
（3）干燥和煅烧：将得到的蜂窝式二氧化硫催化剂初品在25~80度干燥240小时，然后在马弗炉中从室温程序升温，控制升温速率1度/min，200度保温4~6小时，然后升温速率1度/min，550度保温4~6小时；煅烧后降温至室温即得产品蜂窝式二氧化硫催化剂。
实施例4
（1）混合：取硅藻土45份、活性白土15份、硫酸氢钾35份和聚乙烯醇5份，加入到捏合机中，再加入水１２份，以７００r/min的速度搅拌混合均匀；
（2）混炼挤出：将得到的溶液在真空练泥机中混炼4遍，混炼温度为20~100℃；混炼得到的混合物置入液压挤出机中，挤出得到蜂窝式二氧化硫催化剂初品，挤出压力为5Mpa；
（3）干燥和煅烧：将得到的蜂窝式二氧化硫催化剂初品在25~80度干燥240小时，然后在马弗炉中从室温程序升温，控制升温速率1度/min，200度保温4~6小时，然后升温速率1度/min，550度保温4~6小时；煅烧后降温至室温即得产品蜂窝式二氧化硫催化剂。

Claims (7)

1.一种蜂窝式二氧化硫催化剂，其特征是按重量份计包括：硅藻土45~55份、硅氧化物或硅铝氧化物载体10~15份、活性组分30~35份和成型助剂1~5份；
其以硅氧化物或硅铝氧化物的一种或几种为载体，活性组分和成型助剂后成型，再经干燥后煅烧制成。
2.如权利要求1所述蜂窝式二氧化硫催化剂，其特征是：所述硅氧化物或硅铝氧化物载体为粘土、膨润土、硅胶、蒙脱石、超细高岭土、活性白土或凹凸棒石中的一种或几种。
3.如权利要求1所述蜂窝式二氧化硫催化剂，其特征是：所述活性组分为五氧化二钒、硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸钾、硫酸氢钾或硫酸铯中的一种或几种。
4.如权利要求1所述蜂窝式二氧化硫催化剂，其特征是：所述成型助剂为羟甲基纤维素钠、木质素、羟丙基甲基纤维素、硅溶胶、铝溶胶、聚环氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、甘油、石蜡、棉浆、活性炭、硬脂酸、桐油、玻璃纤维、碳纤维或陶瓷纤维中的一种或几种。
5.权利要求1所述蜂窝式二氧化硫催化剂的制备方法，其特征是按重量份计步骤为：
（1）混合：取硅藻土45~55份、硅氧化物或硅铝氧化物载体10~15份、活性组分30~35份和成型助剂1~5份，加入到捏合机中，再加入水5~15份，以300~1000r/min的速度搅拌混合均匀；
（2）混炼挤出：将得到的溶液在真空练泥机中混炼2~4遍，混炼温度为20~100℃；混炼得到的混合物置入液压挤出机中，挤出得到蜂窝式二氧化硫催化剂初品，挤出压力为2~5Mpa；
（3）干燥和煅烧：将得到的蜂窝式二氧化硫催化剂初品在25~80℃干燥24~240小时；将干燥后的蜂窝式二氧化硫催化剂初品在200~550℃煅烧12~36小时；煅烧后降温至室温即得产品蜂窝式二氧化硫催化剂。
6.如权利要求5所述蜂窝式二氧化硫催化剂的制备方法，其特征是：所述煅烧过程如下：将干燥后的蜂窝式二氧化硫催化剂初品置于马弗炉中通过程序控制从室温升温煅烧，控制升温速率1度/min，至200℃时，保温4~6小时，至550℃时，保温4~6小时。
7.权利要求1~4之一所述的蜂窝式二氧化硫催化剂的应用，其特征在于所述产品用于将二氧化硫氧化为三氧化硫，以及各种燃烧过程和工业废气中的二氧化硫的氧化。
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