一种 SO2 氧化反应催化剂的制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种 SO2 氧化反应催化剂的制备方法， 更具体地涉及一种催化 SO2 氧化 反应的钒催化剂的制备方法。背景技术
SO2 与氧进行氧化反应生成 SO3、 SO3 被水吸收生成硫酸 ； 此外 SO3 也可作为磺化反 应的原料气， 因此 SO2 氧化反应在硫酸工业和基础化工中占有相当重要的位置。SO2 的氧化 使用过三种固体催化剂 ： 铁催化剂、 铂催化剂和钒催化剂。铁催化剂价格低廉， 要在 640℃ 以 Fe2O3 形式存在才有活性， 高于 640℃平衡转化率很低。由于 SO2 氧化反应是强放热反应， 因而铁催化剂未被普遍采用。 铂催化剂价格昂贵， 并极易受砷和氟化物的毒害而失活， 影响 催化剂的使用寿命。自从上世纪 20 年代中期起逐步被钒催化剂取代。钒催化剂价格低， 耐 砷、 氟等毒物的能力比铂催化剂强， 使用寿命长。在 60 年代以前， 由于钒催化剂在较低温度 (400 ～ 420℃ ) 下活性不如铂催化剂， 铂催化剂还有少数市场 ； 60 年代以后， 所有生产钒催 化剂的国家都掌握了制造低温钒催化剂的技术， 近代低温钒催化剂在 360℃左右即有明显 活性， 钒的价格相对越来越低， 铂催化剂便全部被排除了。 目前全世界硫酸生产都使用钒催 化剂。
钒催化剂的主要化学组分是五氧化二钒 V2O5( 主催化剂 )， 硫酸钾 K2SO4( 或部分硫 酸钠 Na2SO4， 助催化剂 )， 二氧化硅 SiO2( 载体， 通常用硅藻土 ； 或加入少量的铝、 钙、 镁的氧 化物 )， 通称为钒 - 钾 ( 钠 )- 硅体系催化剂。钒催化剂的制备方法有许多种， 在我国最常用 的方法是， 将 V2O5 溶解于 KOH 中， 然后用硫酸中和并添加其他助剂及粘结剂， 再与作为载体 的硅藻土混合成型、 干燥、 煅烧。 该方法主要包括硅藻土的预处理工序、 化钒及中和工序、 混 合碾压成型工序。在硅藻土的使用上主要以山东临朐硅藻土 ( 简称山东土 ) 为主。但是该 方法在实际应用中以以下几个缺点
1. 硅藻土的预处理工序、 化钒及中和工序中都需要进行酸处理、 不具有环境友好 性， 其有操作安全威胁。
因为山东硅藻土中含粘土及石英等混和物， 需要将硅藻土与水混合到一定浓度 的浆液， 按硅藻土与粘土及石英等混和物的比重不同将砂粒、 杂物等除去 ； 该硅藻土除含 64.0％左右的 SiO2 外， 还含 Al2O3 在 8.0％、 Fe2O3 在 7.0％左右， Al2O3 和 Fe2O3 的存在将影 响产品的性能。因此国内所有钒催化剂生产厂家都采用硫酸溶解硅藻土中的氧化铁和氧 化铝， 使生成可溶性的硫酸盐和游离酸经过滤、 水洗使硅藻土中氧化铁和氧化铝分别达到 ≤ 1.5％和≤ 3.5％生产工艺所要求的指标。具体化学反应方程式为 ：
Fe2O3+3H2SO4 → Fe2(SO4)3+3H2O
FeO+H2SO4 → FeSO4+H2O
Al2O3+3H2SO4 → Al2(SO4)3+3H2O
MgO+H2SO4 → MgSO4+H2O
因此在生产每吨钒催化剂时将要消耗 0.52 吨的浓度为 92％的硫酸和将排放 18 立方左右的含硫酸的酸性水， 这些酸性水很难处理， 如直接排放造成环境污染。
该生产方法流程中还需化钒工序和中和工序 ； 化钒的目的是制备符合工艺要求的 钒酸钾和苛性钾的混合溶液， 其方程式 ：
V2O5+2KOH → 2KVO3+H2O
中和的目的是将 KVO3( 为了配制成一定的钾钒比而加入的 KOH， 因为钒催化剂中的 主要活性组分为 V2O5 助催化剂为 K2SO4) 与 H2SO4 中和生成 K2SO4， 以得到 V2O5-K2SO4 的混合 物， 中和反应方程式为 ：
2KVO3+H2SO4 → K2SO4+V2O5+H2O
2KOH+H2SO4 → K2SO4+H2O
硫酸的使用， 不仅污染环境， 还容易泄漏容易造成人员伤害。
2. 生产工序多、 耗时多， 成本高
上述的钒催化剂生产工艺硅藻土的预处理工序、 化钒和中和工序都需要较长的时 间， 因而在耗时的同时， 也增加了生产成本和安全成本。
在上世纪八十年代我国研发人员开始研究利用东北长白山硅藻土 ( 简称东北土 ) 作为钒催化剂的载体， 当时研究认为东北土虽然品位较高， SiO2 在 86.0％左右、 氧化铁和氧 化铝分别都能达到≤ 1.5％和≤ 3.5％， 不再需要进行酸处理， 但是由于东北土与山东土在 结构上的差异， 全部用东北硅藻土作为钒催化剂的载体生产出的钒催化剂产品的强度达不 到指标要求。因此至今全国钒催化剂生产厂家还没有全部用东北硅藻土生产钒催化剂， 仍 按一定比例选用经过酸处理后的山东硅藻土和东北硅藻土进行混合使用 ( 一般采用 40％ 的山东硅藻土和 60％的东北硅藻土 )。 本发明的目的在于提供一种工艺流程简单、 不产生含酸废水、 并能生产出合乎强 度要求的钒催化剂的制备方法， 以克服现有技术中的缺陷。
发明内容 本发明提供了一种 SO2 氧化反应催化剂的制备方法， 更具体地本发明提供了一种 催化 SO2 氧化反应的钒催化剂的制备方法。所述方法包括以下步骤 ：
(1) 将硅藻土、 五氧化二钒和硫酸氢钾混合后进行碾压 ；
(2) 对碾压后的混合物进行挤压成形 ；
(3) 对挤压成形物进行干燥 ；
(4) 对干燥物进行煅烧。
在本发明的一个优先技术方案中， 在步骤 (1) 中所述硅藻土、 五氧化二钒和硫酸 氢钾按以下比例混合 ：
五氧化二钒 7.5-8.5％ ；
硫酸氢钾 22-32％ ；
硅藻土 60.5-69.5％。
在本发明的另一个优先技术方案中， 在步骤 (1) 中还混合有硫酸钠， 所述硅藻土、 五氧化二钒、 硫酸氢钾和硫酸钠按以下比例混合 ：
五氧化二钒 6.3-8.0％
KHSO4 20-30％ ；
Na2SO4 9-15％ ；
硅藻土 48-63％。
在本发明的一个优先技术方案中， 所述硅藻土的化学构成为 ： 86.00 ％的 SiO2、 3.50％的 Al2O3、 1.50％的 Fe2O3、 0.50％的 MgO、 0.55％的 CaO、 0.48％的 Na2O、 0.92％的 K2O、 0.30％的 TiO2、 6.25％的烧失量。
在本发明的一个优先技术方案中， 步骤 (2) 所述的碾压时间为 20-100 分钟。
在本发明的一个优先技术方案中， 步骤 (2) 所述的所述碾压时间为 60 分钟。
在本发明的一个优先技术方案中， 步骤 (4) 所述的煅烧时间为 1-3 小时， 。
在本发明的一个优先技术方案中， 步骤 (4) 所述的煅烧时间为 2 小时。
在本发明的一个优先技术方案中， 步骤 (4) 所述煅烧温度为 450-750℃
在本发明的一个优先技术方案中， 步骤 (4) 所述煅烧温度为 600℃。
本发明提供的钒催化剂制备方法直接采用了高 SiO2 含量、 低 Al2O3、 Fe2O3 含量的东 北硅藻土， 不需进行酸处理， 不会产生含酸废水 ； 该制备方法还直接采用硫酸氢钾组分， 也 不需要化钒和中和工序。本发明所提供的方法不仅缩短了钒催化剂的生产流程， 节省了生 产线的建设投资和产品的生产成本， 更主要是生产过程不需要硫酸， 因此不会产生含酸废 水， 不会造成环境的污染。
根据本发明制备的钒催化剂具有优异的 SO2 氧化反应催化性能， 不仅达到或超过 HG2086-2004 的中华人民共和国化工行业钒催化剂产品的性能标准， 而且催化活性与美国 孟山都 Lp120 钒催化剂的催化活性相当。 附图说明
图 1. 钒催化剂生产工艺流程。
图 2. 不同碾压时间与强度的曲线图。
图 3. 不同焙烧温度与强度的曲线图。
图 4.Lp120 床层温度分布曲线。
图 5.LT4-H 床层温度分布曲线。
图 6.S107-1H 床层温度分布曲线。
图 7.410℃入口温度 1# 样、 2# 样、 3# 样床层温度分布曲线。
图 8.420℃入口温度 1# 样、 2# 样、 3# 样床层温度分布曲线。 具体实施方式
本发明提供了一种使用优质的高 SiO2 含量、 低 Al2O3、 Fe2O3 含量的东北硅藻土， 以 及采用含钾硫酸盐制备催化 SiO2 氧化的钒催化剂的方法， 该方法制备出的钒催化剂具有良 好的强度和催化活性。图 1 显示了本发明钒催化剂的制备流程。以下各实施例是具体的工 作示例。以下实施例是为了更详细地描述本发明， 对本发明的制备方法中的各个因素、 以 及根据本方法制备出的钒催化剂的活性进行了评价， 其中的任何数据都不构成本发明的限 制， 本发明的保护范围以权利要求书为准。
本发明实施例中使用到的原材料在表 1 中列出， 这些原材料都可以商业获得。
表1： 原材料规格5101850262 A CN 101850263
说明书技术规格 (105℃干4/15 页序号原料名称外观 基) V2O5 ≥ 97.0％ Fe2O3 ≤ 0.50％1五氧化二钒红黄色结晶粉末 V2O4 ≤ 2.5％ SO42- ≤ 1.0％ 硫酸氢钾≥ 98.0％ ( 原基 ) Cl- ≤ 1.5％ ( 原基 ) Fe2O3 ≤ 0.15％ ( 原基 ) 无色或淡黄色纤维或2硫酸氢钾白色粉末3羧甲基纤维素钠 粉末
本发明实施例中使用到的实验设备在表 2 中列出， 这些设备都可以商业获得。 表2： 仪器设备
本发明实施例中使用到的试剂在表 3 中列出。 表3： 试剂 试剂名称 高氯酸 氢氟酸 氢氧化钠 硫酸 高锰酸钾 亚硝酸钠 硫酸亚铁铵 磷酸 苯代邻氨基苯甲酸 盐酸 柠檬酸 规格 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 生产厂家 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂7101850262 A CN 101850263说试剂名称 四苯基硼酸钠 酚酞 甲基橙 规格 分析纯 分析纯 分析纯明书生产厂家 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂 上海化学试剂厂6/15 页实施例 1. 碾压时间对强度的影响
在碾子内加入 200 公斤东北硅藻土并按 S101 和 S101-2H 产品 (S101 和 S101-2H 配 比相同， S101 是条形， S101-2H 是环形 ) 的配比 (V2O5 ： 7.5-8.5％ ； K2SO4 ： 22-32％ ； 硅藻土 ： 60.5-69.5％ ) 加入 V2O5、 硫酸钾和适量水进行碾压， 分别碾至 20、 30、 40、 50、 60、 80、 100 分
钟取出碾压后物料用双螺旋挤条机进行挤条和挤环 ( 条状圆柱体的直径为 6 ～ 15mm ； 空心环状圆柱体的外径
长度为内径长度为 10 ～ 15mm)， 挤出的条和环放入烘箱 120℃干燥 4 小时后再放入高温炉 600℃焙烧 2 小时。 按 HG2086-2004 的中华人民共和国化工行业标准的要求分别取出各碾压时间的 40 颗焙烧后的条和环在智能强度测压仪上进行颗粒径向抗压碎力的测定， 该试样的编号为 LT1 和试样 LT1-H( 化学组分见表 4)。
另外再在碾子内加入 200 公斤东北硅藻土并按 S101 和 S101-2H 产品的配比加入 V2O5、 硫酸氢钾和适量水进行碾压， 分别碾至 20、 30、 40、 50、 60、 80、 100 分钟取出碾压后物料 用双螺旋挤条机进行挤条和挤环， 同样按上面烘干、 焙烧和颗粒径向抗压碎力测定的条件 进行抗压碎力的测定， 该试样的编号为 LT2 和 LT2-H( 化学组分见表 4)。
上面试样的测定结果见表 5 和图 2。
表4： 试样的化学组分
化学组分 ( 重量％ ) 五氧化二钒 (V2O5)％ 硫酸钾盐％
试样 LT1试样 LT1-H试样 LT2试样 LT2-H7.87.87.67.629.129.128.828.8表5： 不同碾压时间的径向抗压碎力数据碾压时间 (min) 试样 LT1 (N/cm)20304050608010031.149.668.2877.583.084.485.5101850262 A CN 101850263说20 30 40明书50 60 80 1007/15 页碾压时间 (min) 试样 LT1-H (N/cm) 试样 LT2 (N/cm) 试样 LT2-H (N/cm)
28.335.340.146.851.052.853.338.560.375.688.9102.5106.1107.429.638.642.250.255.356.256.8从表 5 的数据和图 2 中的曲线可以看出随着碾压时间的增加试样的强度也随着增 强， 碾压时间在 60 分钟之前试样的强度有明显增强， 60 分钟后试样的强度增加不明显。另 外选用硫酸氢钾的试样强度要比选用硫酸钾的试样强度高。
实施例 2. 碾压时间对活性的影响
按 HG2086-2004 的中华人民共和国化工行业标准钒催化剂的活性检验方法对不 同碾压时间的试样进行活性的测定， 其结果见表 8。
表6： 活性检测数据
碾压时间 (min) 试样 LT1 活性％ 试样 LT1-H 活性％ 试样 LT2 活性％ 试样 LT2-H 活性％
20304050608010081.481.381.381.281.481.481.386.386.386.186.286.286.186.182.282.382.181.982.382.182.086.986.986.886.986.786.686.7从表 6 中的数据可以看出 ： 碾压时间的不同对试样的活性没有大的影响。 实施例 3. 焙烧温度对强度的影响在碾子内加入 100 公斤东北硅藻土并按 S101 和 S101-2H 产品的配比加入 V2O5、 硫 酸钾和适量水进行 60 分钟的碾压， 碾压后的物料用双螺旋挤条机进行挤条和挤环 ( 条状圆 柱体的直径为 长度为 6 ～ 15mm ； 空心环状圆柱体的外径 内径 长度为 10 ～ 15mm)， 挤出的条和环放入烘箱 120℃干燥 4 小时。干燥后的条分别放入高温炉进 行 450℃、 500℃、 550℃、 600℃、 650℃、 700℃、 750℃各焙烧 2 小时。按 HG2086-2004 的中华 人民共和国化工行业标准的要求分别取出各焙烧后的 40 颗条和环在智能强度测压仪上进 行颗粒径向抗压碎力的测定， 该试样的编号为 LT3 和试样 LT3-H( 化学组分见表 7)。
另外再在碾子内加入 100 公斤东北硅藻土并按 S101 和 S101-2H 产品的配比加入 V2O5、 硫酸氢钾和适量水进行 60 分钟碾压， 碾压后物料用双螺旋挤条机进行挤条和挤环， 同 样安上面烘干、 各焙烧温度和颗粒径向抗压碎力测定的条件进行抗压碎力的测定， 该试样 的编号为 LT4 和 LT4-H( 化学组分见表 7)。
上面试样的测定结果见表 8 和图 3。
表7： 试样的化学组分
化学组分 ( 重量％ ) 五氧化二钒 ％ (V2O5) 硫酸钾盐％
试样 LT3试样 LT3-H试样 LT4试样 LT4-H7.77.77.77.728.628.628.528.5表8： 不同焙烧温度的径向抗压碎力数据焙烧温 度 (℃ ) 试样 LT3 (N/cm) 试样 LT3-H (N/cm) 试样 LT4 (N/cm)45050055060065070075062.475.580.183.283.984.284.239.644.448.651.852.352.952.888.690.596.6102.9104.5105.1105.610101850262 A CN 101850263说450 500 550明书600 650 700 7509/15 页焙烧温 度 (℃ ) 试样 LT4-H (N/cm )
42.848.651.655.256.056.256.5从表 8 的数据和图 3 中的曲线可以看出随着焙烧温度的增加试样的强度也有所增 强， 焙烧温度在 550℃之前试样强度的增强趋势比 550℃以后试样强度的增强趋势大。另外 选用硫酸氢钾的试样强度要比硫酸钾的试样强度高。
实施例 4. 焙烧温度对活性的影响
本研究对不同焙烧温度的试样进行了活性的测定， 根据中华人民共和国化工行业 标准 HG2089-91( 硫酸生产用钒催化剂试验方法 ) 进行测定， 其检测结果如表 9 所示。
表9： 试样不同焙烧温度的活性数据
焙烧温度 (℃ ) 试样 LT3 活性％ 试样 LT3-H 活性％ 试样 LT4 活性％ 试样 LT4-H 活性％
45050055060065070075081.281.081.381.481.381.281.186.186.386.186.286.286.186.182.282.382.182.382.282.182.086.886.986.886.986.686.686.7从表 9 中的数据可以看出 ： 焙烧温度在 450℃到 750℃之间， 试样的活性没有大的影响。 实施例 5. 催化剂反应宏观动力学测试
为了进一步考察本研究的钒催化剂的性能和实际的工业使用性能， 本研究还在北 京化工大学化工系的一套钒催化剂宏观动力学绝热反应装置上按照硫酸厂硫磺制酸一段 使用工艺条件， 采集了国内外硫酸钒催化剂和本研究的钒催化剂进行了宏观动力学评价。
(1) 测试样品 ： 1# 美国孟山都 Lp120 钒催化剂 ；
2# 本发明工艺生产出的钒催化剂 LT4-H ；
3# 国内某公司生产的钒催化剂 S107-1H(Y)( 传统的生产工艺， 使用硫酸钾， 其组分 # 比例换算成硫酸氢钾与 2 相同 ) ；
这些试样组分都属于 V-K-Si 体系。
(2) 催化剂装填 ： 装填高度 800mm。
(3) 检测条件 ：
气体线速度 ： 0.386m/s ；
气体线总流量 ： 10.9m3/h ；
原料气配比 ： 见表 10
表 10 ： 原料气配比
入口温度 ： 410℃、 420℃ ；升温速率 ( 空气升温 ) 严格控制在≤ 60℃ /h， 升到 380℃以上通 SO2， 起始浓度要 低约为 3 ～ 5％， 然后逐步通到位。
(4) 采集温度
在 410℃、 420℃入口温度下， 采集到 1# 样 Lp120 床层温度分布见表 11 ； 2# 样 LT4-H 床层温度分布见表 12 ； 3# 样 S107-1H(Y) 床层温度分布见表 13 和相对应的图。
表 11 ： 1# 样 Lp120 床层温度分布
床层位置 mm (410℃入口 ) 温度℃ (420℃入口 ) 温0 41015 410.130 410.845 413.260 41475 41790 419420 度℃ 床层位置 mm (410℃入口 ) 422.3 温度℃ (420℃入口 ) 431.6 温度℃ 105420.1421.2422.7423.8425.2427.7120150180210240270430.3439.3439.9447446456433.4442.9453.546146547312101850262 A CN 101850263说0 300 15 330明30 360书45 420 60 480 75 539 90 59911/15 页床层位置 mm 床层位置 mm (410℃入口 )468 温度℃ (420℃入口 ) 483 温度℃
480.8496.7543550570582.8495508.7555564572586.4将采集到的床层温度绘制成床层温度分布曲线见图 4( 床层温度反映钒催化剂的 SO2 转化效率 )。
表 12 ： 2# 样 LT4-H 床层温度分布
床层位置 mm (410℃入口 )0153045607590410 温度℃ (420℃入口 ) 420 温度℃ 床层位置 mm (410℃入口 ) 431.3 温度℃ (420℃入口 ) 443.3 温度℃ 床层位置 mm (410℃入口 ) 温度℃ 300 480 105411414.7412.4412.6415.4420.5420.1420.3420.9421.8425.3432.1120150180210240270432.9440446457452463445.1453.1460474472485330 508360 510.7420 545.6480 555539 560599 571.913101850262 A CN 101850263说0 15明30书45 60 75 9012/15 页床层位置 mm (420℃入口 )501 温度℃
511.6526.4555.5560565578.7将采集到的床层温度绘制成床层温度分布曲线见图 5。 表 13 ： 3# 样 S107-1H(Y) 床层温度分布床层位置 mm (410℃入口 ) 410 温度℃ (420℃入口 ) 420 温度℃ 床层位置 mm (410℃入口 ) 439 温度℃ (420℃入口 ) 454.9 温度℃ 床层位置 mm (410℃入口 ) 504 温度℃ (420℃入口 ) 524 温度℃ 540.8 550.2 555.9 560 567 573.4 517.9 525.1 544.1 550 563 570.4 300 330 360 420 480 539 599 458.2 475.7 507.5 512 522 525 444.4 450.7 455 464 472 483 105 120 150 180 210 240 270 420.3 425.5 428 431 438 449.4 411.3 412 425 430.6 433.6 436.2 0 15 30 45 60 75 90将采集到的床层温度绘制成床层温度分布曲线见图 6。
在 410℃入口温度下， 采集到 1# 样 Lp120、 2# 样 LT4-H、 3# 样 S107-1H(Y) 床层温度 绘制成床层温度分布曲线见图 7 ：
在 420℃入口温度下， 采集到 1# 样 Lp120、 2# 样 LT4-H、 3# 样 S107-1H(Y) 床层温度
绘制成床层温度分布曲线见图 8 ：
从上述床层温度分布曲线可以看出 ：
1# 样、 2# 样、 3# 样入口温度 420℃均比 410℃温升高。
床层高度 480mm 以前， 3# 样温升最高， 其次是 2# 样， 1# 样温升最低 ；
床层高度 480mm 以后， 相反， 1# 样温升最高， 其次是 2# 样， 3# 样温升最低，
从总的床层温度分布看 1# 样 Lp120 温升最高、 其次是 2# 样 LT4-H， 3# 样 S107-1H(Y) 温升最低。从下面分析的总转化率也可以看出。
(5) 测定的总转化率
在 420℃入口温度下测定了这三个样品的总转化率 ：
1# 样 Lp120 ： 70％ ； #
2 样 LT4-H ： 69.7％ ； #
3 样 S107-1H(Y) ： 63％。
按本发明所述方法试制的钒催化剂经焙烧温度、 焙烧时间对试样强度、 活性的考 察和对试样的化学组分、 强度、 反应活性的检测， 其性能完全达到或高于 HG2086-2004 的中 华人民共和国化工行业标准质量指标。 按本研究的新工艺流程对采用硫酸钾和硫酸氢钾新材料进行了考察， 试验证明这 两种含钾硫酸盐新材料都可以使用， 但使用含硫酸氢钾比含硫酸钾生产的钒催化剂性能要 好。
按本研究的新工艺流程所试制 LT4-H 钒催化剂经过与 # 美国孟山都 Lp120 钒催化 剂和国内某公司生产的 S107-1H(Y) 钒催化剂进行了宏观动力学评价， 其低温活性和总转 # 化率都比国内某公司生产的钒催化剂高， 与 1 样美国孟山都 Lp120 钒催化剂性能相当。
本研究全部采用东北硅藻土生产出二氧化硫氧化制硫酸的钒催化剂， 去除了用硫 酸处理硅藻土的工艺。 该生产工艺更简单， 一方面节约了生产成本， 更主要是消除了含酸的 工业废水的排放， 做到清洁性生产。
该新工艺还采用硫酸氢钾材料， 去除了五氧化二钒和氢氧化钾反应生成钒酸钾后 再用硫酸中和后得到 V2O5 和 K2SO4 的混合物和中和工序， 消除了中和时的安全隐患， 改善了 生产作业环境和工人的劳动强度。
实施例 6. 放大试验
为了进一步考察实验室结果， 本研究在企业原钒催化剂生产线装置上按研究的新 工艺用全东北硅藻土放大试验生产了 2 吨扩试产品， 并对其性能进行了检测。本次放大试 验的工艺流程和上面小试的工艺流程一致，
混合碾压工序 ： 按小试的原料配比将硅藻土、 五氧化二钒和硫酸氢钾加入混砂机 内， 并加适量的水进行碾压 60 分钟。这样可增加载体硅藻土的密实程度和提高催化剂的抗 压摔强度， 并使各组份均匀混合。
挤条 ( 环 ) 成形、 干燥工序 ： 经碾压后的物料加入挤条机储斗后， 再慢慢将物料 一点一点的放入活塞挤条机中， 根据产品规格要求上好相应的孔板， 物料随着活塞的向下 推移， 产生一种很大的压缩力， 使物料以低于或等于活塞本身的速度向前推进， 强制通过孔 板， 挤成条状或环状物， 并使其均匀分布在铝盘中， 然后送入烘箱进行干燥， 脱去部分的水， 使条状或环状物具有一定强度和水分合格的生条供煅烧岗位使用。
强度按 GB3635 的化肥催化剂、 分子筛、 吸附剂颗粒抗压碎强度测试方法进行测试。 煅烧工序 ： 将水分合格的生条加入贮斗， 经振动筛过筛后送进转炉内， 在 600℃煅 烧成扩试产品。 煅烧可以增加催化剂强度、 除去有机物以造成良好的结构、 活性组份五氧化 二钒和硫酸氢钾共熔， 并在载体上重新分布， 初步进行 SO2 的预饱和 ( 钒催化剂在煅烧时吸 附了硫酸氢钾分解的 SO2)、 使成品的外观变得更好。此扩试产品的编号为 ： LT5 和 LT5-H。
扩试产品的性能检测
按 HG2086-2004 的中华人民共和国化工行业标准钒催化剂性能检测方法对扩试 产品 LT5( 条状 ) 和 LT5-H( 环状 ) 进行了性能检测， 检测结果由表 18 和表 19 所示。
表 14 ： LT5 样品的性能检测结果
指标五氧化二 钒质量分 数，％KHSO4 ％活性 ( 二 氧化硫转 化率 )，％颗粒径向 抗压碎力 N/cm低于 40N/cm 的颗粒分 数％ ≤5磨耗 率，％标准指标≥ 7.5≥ 17.0≥ 81≥ 80≤5LT5
7.828.58210001.6表 15 ： LT5-H 样品的性能检测结果五氧化二 钒质量分 数，％ KHSO4 ％ 活性 ( 二 氧化硫转 化率 )，％ 颗粒径向 抗压碎力 N/cm 低于 40N/cm 的颗粒分 数％ ≤5 磨耗 率，％指标标准指标≥ 7.5≥ 17.0≥ 86≥ 40LT5-H
7.828.586.959.101.1由 图 14 和 图 15 的 检 测 数 据 表 明 ： 扩 试 样 品 LT5 和 LT5-H 都 达 到 或 超 过 HG2086-2004 的中华人民共和国化工行业钒催化剂产品的性能标准。
扩试生产结论
(1) 按小试结果在碾压时间 60 分钟、 煅烧温度在 600 ℃和选用硫酸氢钾进行 了扩试生产， 试生产样品的性能完全与试验室样品一致， 其性能指标全部达到或超过 HG2086-2004 的中华人民共和国化工行业钒催化剂产品的性能标准。
(2) 本研究通过试验室工作和扩试生产的结果证明 ： 全部用东北硅藻土生产钒催 化剂新工艺可以省去硅藻土酸处理和钒水中和工序， 并能生产出符合国家行业标准的硫酸 用钒催化剂产品。