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1、(10)申请公布号 CN 103100383 A (43)申请公布日 2013.05.15 CN 103100383 A *CN103100383A* (21)申请号 201310035684.4 (22)申请日 2013.01.30 B01J 23/34(2006.01) C01B 17/78(2006.01) (71)申请人 刘立文 地址 410005 湖南省长沙市芙蓉中路海东青 大厦 12 楼 (72)发明人 刘立文 刘珍如 宁爱民 宁勇 宁江天 刘勇 鲁纪鸣 (74)专利代理机构 长沙星耀专利事务所 43205 代理人 宁星耀 许伯严 (54) 发明名称 一种硫酸钙分解生产硫酸的催化剂。
2、及其制备 方法 (57) 摘要 一种硫酸钙分解生产硫酸的催化剂及其制备 方法， 该催化剂由以下质量百分比的原料制成 ： 二氧化锰 15 25wt%、 硅藻土 75 85wt%。本发 明还包括所述硫酸钙分解生产硫酸的催化剂的制 备方法。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， 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。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识。
3、产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103100383 A CN 103100383 A *CN103100383A* 1/1 页 2 1. 一种硫酸钙分解生产硫酸的催化剂， 其特征在于， 由以下质量百分比的原料制成 ： 二氧化锰 15 25wt%、 硅藻土 75 85wt%。 2. 根据权利要求 1 所述的硫酸钙分解生产硫酸的催化剂， 其特征在于， 由以下质量百 分比的原料制成 ： 二氧化锰 20wt%、 硅藻土 80wt%。 3. 一种制备如权利要求 1 或 2 所述催化剂的方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： （1）将 75 85wt% 。
4、的硅藻土， 置于微波炉中， 温度设置为 450 650， 功率设置为 900 1100W， 时间为 20 40min ； （2） 将 15 25wt% 的二氧化锰， 置于微波炉中， 温度设置为 200 400， 功率设置为 300 500W， 时间为 10 30min ； （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， 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。 4. 根据权利要求 3 所述的制备催化剂的方法， 其特征在于， 步骤 （1） 中。
5、， 温度设置为 500， 功率设置为 1000W， 时间为 30min。 5. 根据权利要求 3 或 4 所述的制备催化剂的方法， 其特征在于， 步骤 （2） 中， 温度设置 为 300， 功率设置为 400W， 时间为 20min。 6. 根据权利要求 3 或 4 所述的制备催化剂的方法， 其特征在于， 步骤 （3） 中， 共混时间 为 40min。 权 利 要 求 书 CN 103100383 A 2 1/3 页 3 一种硫酸钙分解生产硫酸的催化剂及其制备方法 技术领域 0001 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 0。
6、002 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。
7、， 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 0003 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。 0004 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%。 0005 优选的质量百分比为 ： 二氧化锰 （MnO2） 20wt%、 硅藻土 80wt%。 0006 本发明之硫酸钙分解生产硫酸的催化剂的制备方法， 包括。
8、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） 。
9、， 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。 0007 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 说 明 书 CN 103100383 A 3 2/3 页 4 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， 。
10、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。 0008 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。
11、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。 0009 （1-1） 具体实施方式 0010 以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。 0011 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。 0012 制备方法， 包括以下步骤 ： （1） 将 8.5kg 的硅藻土， 置于微波炉中， 温度设置为 450， 功率设置为 1100W， 时间为 20min ； （2） 将 1.5kg 的二氧化锰， 置于微波炉中。
12、， 温度设置为 200， 功率设置为 300W， 时间为 30min ； （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， 于常温下， 共混 30min， 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。 0013 实施例 2 本实施例之硫酸钙分解生产硫酸的催化剂， 由以下质量份数的原料制成 ： 二氧化锰 2.5kg、 硅藻土 7.5kg。 0014 制备方法， 包括以下步骤 ： （1） 将 7.5kg 的硅藻土， 置于微波炉中， 温度设置为 650， 功率设置为 900W， 时间为 4。
13、0min ； （2） 将 2.5kg 的二氧化锰， 置于微波炉中， 温度设置为 400， 功率设置为 500W， 时间为 30min ； 说 明 书 CN 103100383 A 4 3/3 页 5 （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， 于常温下， 共混 30min， 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。 0015 实施例 3 本实施例之硫酸钙分解生产硫酸的催化剂， 由以下质量份数的原料制成 ： 二氧化锰 2kg、 硅藻土 8kg。 0016 制备方法， 包括以下。
14、步骤 ： （1）将 8kg 的硅藻土， 置于微波炉中， 温度设置为 550， 功率设置为 1000W， 时间为 30min ； （2） 将 2kg 的二氧化锰， 置于微波炉中， 温度设置为 300， 功率设置为 400W， 时间为 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 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。 0017 将实施例 1-3 所得二氧化锰 / 硅藻土催化剂产品按照 ASTM D6175-2003(2008) 进 行强度性能检测， 活性按照式 （1-1） 计算， 检测结果见表 1。 0018 表 1 实施例 1 3 产品及钒 - 钠 / 硅藻土钒系催化剂 （S108） 性能检测结果比较 活性 /% 强度 /N.cm-1价位 （元 / 吨） 实施例 1 4287930 实施例 2 44851050 实施例 3 49941030 S108531004500 说 明 书 CN 103100383 A 5 。