一种催化剂及其制备方法、制酸装置及制酸方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种催化剂及其制备方法、制酸装置及制酸方法。本发明专利技术提供的催化剂的制备方法，包括：a)将氧化铯、五氧化二钒和氧化钾在碱性溶液中溶解，得到混合液；b)用酸液中和所述混合液后，干燥，得到胶体混合物；c)对所述胶体混合物煅烧，得到煅烧物；d)将所述煅烧物与硫酸钠、氧化铝及活性炭混合，得到催化剂。在上述制备方法所得催化剂的作用下，能够使制酸装置中冷凝器内的二氧化硫在冷凝器环境的较低温度下即可转化为三氧化硫，便于进一步与水结合形成硫酸。因此，本发明专利技术制得的催化剂提高了二氧化硫的转化率、降低了尾气中二氧化硫含量，进而减少后续管道设备的腐蚀和环境污染，另外，还有助于提高制酸装置的硫酸产品收率。

A catalyst and its preparation method, acid plant and method

The invention provides a catalyst, a preparation method thereof, an acid making device and a acid making method. The preparation method of the catalyst provided by the invention includes: a) dissolving cesium oxide, vanadium pentoxide and potassium oxide in an alkaline solution to obtain a mixed solution; b) drying with acid solution and the mixed solution to obtain a colloidal mixture; c) calcining the colloidal mixture to obtain a calcined product; d) mixing the calcined product with sodium sulfate, alumina and activated carbon to obtain a catalyst. \u3002 Under the action of the catalyst obtained by the above preparation method, the sulfur dioxide in the condenser of the acid plant can be converted into sulfur trioxide at a lower temperature in the condenser environment, which is convenient for further combining with water to form sulfuric acid. Therefore, the catalyst prepared by the invention improves the conversion rate of sulfur dioxide, reduces the content of sulfur dioxide in tail gas, thereby reducing the corrosion of subsequent pipeline equipment and environmental pollution, and in addition, helps to improve the yield of sulfuric acid products in the acid plant.

【技术实现步骤摘要】
一种催化剂及其制备方法、制酸装置及制酸方法
本专利技术涉及制酸
，特别涉及一种催化剂及其制备方法、制酸装置及制酸方法。
技术介绍
硫酸是一种重要的基本化工原料，主要用于生产化学肥料、合成纤维、涂料、洗涤剂、制冷剂、饲料添加剂和石油的精制、有色金属的冶炼，以及钢铁、医药和化学工业。硫酸产量常被用作衡量一个国家工业发展水平的标志。中国传统的硫酸工业，是以硫铁矿为主要原料，采用接触法制酸工艺。随着环境保护和生产成本的日益严苛的要求，以冶炼气、硫磺、石膏和硫化氢为原料制备硫酸的工艺逐渐发展并占着越来越重的比例。硫化氢是世界上重要的硫资源之一，在石油炼制、天然气生产企业中，硫的化合物在化学加工、转化和提炼过程中，以及处理含硫原料的有关企业，都能产生硫化氢的酸性气体。硫化氢气体有毒、易燃易爆，直接排放对环境造成较大危害。而采用硫化氢气体制酸，不仅起到了保护环境的作用，还将资源重新得到利用。因此，采用硫化氢制酸已成为制酸工业中的一种主要制酸方式。制酸需要借助于制酸装置进行，目前，大多制酸装置如图1所示，通过焚烧炉焚烧原料气，使硫化合物转化为SO2，经焚烧冷却后，含有SO2和少量SO3的工艺气进入转化器，将SO2转化为SO3，随后包含SO2、SO3、水蒸汽的工艺气进入冷凝器，由冷凝器底部入口进入冷凝器内的玻璃管内，在玻璃管内由下向上流动，玻璃管外的冷空气由上向下流动，使玻璃管内的工艺气受到冷却，冷凝成硫酸(反应式为SO3+H2O＝H2SO4)，冷凝的硫酸在玻璃管内向下流动，在冷凝器底部收集，得到硫酸产品。未反应的工艺气成为尾气从冷凝器上方出口排出，进入烟囱。然而，现有制酸工艺中冷凝器排出的尾气中二氧化硫和酸雾浓度较高，既容易腐蚀后路管道设备，又对环境造成污染。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种催化剂及其制备方法、制酸装置及制酸方法。采用本专利技术的催化剂，能够提高工艺气中的SO2转化率，提高硫酸产品收率，降低尾气中SO2和酸雾的浓度，从而减少设备腐蚀和环境污染。本专利技术提供了一种催化剂的制备方法，包括：a)将氧化铯、五氧化二钒和氧化钾在碱性溶液中溶解，得到混合液；b)用酸液中和所述混合液后，干燥，得到胶体混合物；c)对所述胶体混合物煅烧，得到煅烧物；d)将所述煅烧物与硫酸钠、氧化铝及活性炭混合，得到催化剂。优选的，所述步骤a)中，氧化铯、五氧化二钒和氧化钾的质量比为(0.5～8)∶(6～9)∶(0.1～0.5)；氧化铯与碱性溶液的用量比为(0.5～8)g∶150mL；所述碱性溶液的浓度为2～30mol/L。优选的，所述步骤d)中，硫酸钠、氧化铝和活性炭的质量比为(2～18)∶(0.1～3)：(62～92)；硫酸钠与步骤a)中氧化铯的质量比为(2～18)：(0.5～8)。优选的，所述步骤c)中，煅烧的温度为300～550℃，时间为3～8小时。优选的，步骤a)中的碱性溶液包括氢氧化钾溶液、氨水、氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液中的一种或几种；步骤b)中的酸液选自硫酸液、柠檬酸、盐酸液和硝酸液中的一种或几种。优选的，步骤d)中活性炭的比表面积为1200～1500m2/g。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的制备方法制得的催化剂。本专利技术还提供了一种制酸装置，所述制酸装置中，冷凝器内玻璃管顶部的玻璃纤维上负载有催化剂；所述催化剂为上述技术方案所述的催化剂。优选的，所述玻璃纤维为由两层以上的单层玻璃纤维叠加而成。本专利技术还提供了一种制酸方法，所述方法使用上述技术方案所述的制酸装置。本专利技术提供了一种催化剂的制备方法，包括：a)将氧化铯、五氧化二钒和氧化钾在碱性溶液中溶解，得到混合液；b)用酸液中和所述混合液后，干燥，得到胶体混合物；c)对所述胶体混合物煅烧，得到煅烧物；d)将所述煅烧物与硫酸钠、氧化铝及活性炭混合，得到催化剂。现有制酸装置的工艺气中含有少量二氧化硫，通常处理方式是作为尾气排出，鲜少有人关注。而本专利技术提供了一种催化剂的制备方法，在上述制备方法所得催化剂的作用下，能够使制酸装置中冷凝器内的二氧化硫在冷凝器环境的较低温度下即可转化为三氧化硫，便于进一步与水结合形成硫酸。因此，本专利技术的制备方法所得的催化剂提高了二氧化硫的转化率、降低了尾气中二氧化硫含量，进而减少后续管道设备的腐蚀和环境污染，另外，还有助于提高制酸装置的硫酸产品收率。试验结果表明，采用本专利技术的催化剂或制酸方法，能够将冷凝器出口尾气中二氧化硫的浓度由200mg/m3降至20mg/m3左右，降低了10倍左右；将酸雾浓度由45mg/m3降至5mg/m3左右，降低了9倍左右。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有制酸装置的示意图；图2为本专利技术的制酸装置中冷凝器的示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种催化剂的制备方法，包括：a)将氧化铯、五氧化二钒和氧化钾在碱性溶液中溶解，得到混合液；b)用酸液中和所述混合液后，干燥，得到胶体混合物；c)对所述胶体混合物煅烧，得到煅烧物；d)将所述煅烧物与硫酸钠、氧化铝及活性炭混合，得到催化剂。制酸装置的工艺气中含有少量二氧化硫，通常处理方式是作为尾气排出，鲜少有人关注。而本专利技术提供了一种催化剂的制备方法，在上述制备方法所得催化剂的作用下，能够使制酸装置中冷凝器内的二氧化硫在冷凝器环境的较低温度下即可转化为三氧化硫，便于进一步与水结合形成硫酸。因此，本专利技术的制备方法所得的催化剂提高了二氧化硫的转化率、降低了尾气中二氧化硫含量，进而减少后续管道设备的腐蚀和环境污染，另外，还有助于提高制酸装置的硫酸产品收率。按照本专利技术，先将氧化铯、五氧化二钒和氧化钾在碱性溶液中溶解，得到混合液。本专利技术中，所述氧化铯、五氧化二钒和氧化钾的质量比优选为(0.5～8)∶(6～9)∶(0.1～0.5)，更优选为(0.5～8)∶(6～8.2)∶(0.1～0.3)。本专利技术对所述氧化铯、五氧化二钒和氧化钾的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本专利技术中，所述碱性溶液优选包括氢氧化钾溶液、氨水、氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液中的一种或几种，更优选为氢氧化钾溶液。本专利技术中，所述碱性溶液的浓度优选为2～30mol/L。所述碱性溶液与氧化铯的用量比优选为150mL∶(0.5～8)g。氧化铯、五氧化二钒和氧化钾在碱性溶液中充分溶解后，得到混合液。按照本专利技术，在得到混合液后，用酸液中和所述混合液，干燥，得到胶体混合物。本专利技术中，所述酸液优选为硫酸液、柠檬酸、盐酸液和硝酸液中的一种或几种，更优选为硫酸液。本专利技术对所述酸液的浓度没有特殊限制，为市售常规浓度的酸液产品或其稀释品即可。在一些实施例中，所述盐酸液的质量百分浓度为36％～38％。在一些实施例中，所述硫酸液的质量百分浓度为70％～75％。在一些实施例中，所述硝酸液的质量百分浓度为50％～70％。本专利技术对所述酸液的用量没有特殊限制，能够将混合液中和即可，可根据混合液中碱性溶液的用量使用相应用量的酸液。在一些实施例中，所述酸液中H+含量与所述碱性溶液中的OH-离子含量的摩尔比为1∶1。本专利技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂的制备方法，其特征在于，包括：a)将氧化铯、五氧化二钒和氧化钾在碱性溶液中溶解，得到混合液；b)用酸液中和所述混合液后，干燥，得到胶体混合物；c)对所述胶体混合物煅烧，得到煅烧物；d)将所述煅烧物与硫酸钠、氧化铝及活性炭混合，得到催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种催化剂的制备方法，其特征在于，包括：a)将氧化铯、五氧化二钒和氧化钾在碱性溶液中溶解，得到混合液；b)用酸液中和所述混合液后，干燥，得到胶体混合物；c)对所述胶体混合物煅烧，得到煅烧物；d)将所述煅烧物与硫酸钠、氧化铝及活性炭混合，得到催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，氧化铯、五氧化二钒和氧化钾的质量比为(0.5～8)∶(6～9)∶(0.1～0.5)；氧化铯与碱性溶液的用量比为(0.5～8)g∶150mL；所述碱性溶液的浓度为2～30mol/L。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤d)中，硫酸钠、氧化铝和活性炭的质量比为(2～18)∶(0.1～3)：(62～92)；硫酸钠与步骤a)中氧化铯的质量比为(2～18)：(0.5～8)。4.根据权利要求1所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐新新，张良，栾波，
申请(专利权)人：山东京博众诚清洁能源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37