[发明专利]一种硫酸钙分解生产硫酸的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，尤其是涉及一种硫酸钙分解生产硫酸的低价催化剂及其制备方法。

背景技术

随着人类社会的发展，能源越来越紧张，因此，社会各界对能源的综合利用越来越重视。20世纪30年代前，二氧化硫氧化制硫酸普遍采用铂作催化剂，铂的催化活性高，但是价格昂贵，且对毒物(砷、氟)敏感, 极易中毒而失活。目前，主要采用钒系催化剂，其以V₂O₅为活性组分、以碱金属的硫酸盐(K₂SO₄或Na₂SO₄)为助催化剂、以硅藻土为载体, 通称为钒-钾(钠)-硅体系催化剂，钒催化剂的价格远较铂催化剂低，耐砷、氟等毒物的能力比铂催化剂强, 使用寿命长。但是，硅藻土含有水、氧化铝，氧化铁等杂质，直接影响到催化剂的活性，制约催化效果。常用硅藻土的除杂过程包括水洗-酸处理-过滤-干燥，但其过程复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种催化效率高，生产成本低的硫酸钙分解生产硫酸的催化剂及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明之硫酸钙分解生产硫酸的催化剂，由以下质量百分比的原料制成：二氧化锰（MnO₂）15－25wt%、硅藻土75－85wt%。

优选的质量百分比为：二氧化锰（MnO₂）20wt%、硅藻土80wt%。

本发明之硫酸钙分解生产硫酸的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将75－85wt%的硅藻土，置于微波炉中，温度设置为450－650℃（优选500℃），功率设置为900－1100W（优选1000W），时间为20－40min（优选30min）；

（2）将15－25wt%的二氧化锰，置于微波炉中，温度设置为200－400℃（优选300℃），功率设置为300－500W（优选400W），时间为10－30min（优选20min）；

（3）将经步骤（1）微波处理好的硅藻土与经步骤（2）微波处理好的二氧化锰，加入高速共混机，在常温下，共混30－50min（优选40min），使二氧化锰与硅藻土均匀混合，并使二氧化锰稳定附着在硅藻土表面，得到二氧化锰/硅藻土催化剂。

根据中国专利申请200810058186.0，硫酸钙分解产生二氧化硫（SO₂），其反应原理如下：

CaSO₄+2C=CaS+2CO₂↑

CaSO₄+4CO=CaS+4CO₂↑

CaS+2O₂=CaSO₄↑

2CaS+3O₂=2CaO+2SO₂↑

CaS+3CaSO₄=4CaO+4SO₂↑

在本发明制得之二氧化锰/硅藻土催化剂的作用下，二氧化硫与氧气在高温高压条件下反应生成三氧化硫，再通过浓硫酸溶液吸收，转化为硫酸，其反应原理如下：

                                                                   

本发明利用硅藻土中的杂质如水、氧化铝、氧化铁等能够吸收微波的特点，直接采用微波处理硅藻土，有效除杂，提高催化能力。该处理工艺过程相对于传统水洗-酸处理-过滤-除杂过程，工艺过程简单，可操作性强。本发明之硫酸钙分解生产硫酸的催化剂，载体为微波处理后的硅藻土，其比表面积大，一般为40－65m²/g，孔体积较大，一般为0.45－0.98m³，有利于二氧化锰的均匀附着，提高催化效率。

采用本发明制得之硫酸钙分解生产硫酸的二氧化锰/硅藻土催化剂，相对钒系催化剂，价格低廉，与同价系列的催化剂相比，其催化活性高（按照式1-1计算），有利于提高二氧化硫催化氧化成三氧化硫的速度；硫酸钙分解生产硫酸的二氧化锰/硅藻土催化剂系的制备过程简单，可操作性强。

               （1-1）

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例之硫酸钙分解生产硫酸的催化剂，由以下原料制成：二氧化锰1.5kg、硅藻土8.5kg。