专利名称：一种高效提高以硅藻土为载体的硫酸催化剂催化效率的方法
技术领域：
本发明涉及材料改性领域，具体涉及ー种高效便捷显著提高以硅藻土为载体的硫酸催化剂催化效率的方法。
背景技术：
目前，我国硫酸行业基本采用接触法制酸，即SO2在钒催化剂催化下氧化生成SO3,其中钒催化剂尤为关键。钒催化剂通常以硅藻土为载体，因为它具有特殊的微孔结构优良的通透性能，为催化反应提供合适的场所。由于政府保护性开采，我国硅藻土品位有所降低，与进ロ土相比，所制成催化剂催化效率不高，使用寿面短，导致我国硫酸行业被昂贵的进ロ土和催化剂垄断。面对这种状况，改进国产硅藻土，提升国产催化剂的技术水平，已成为我国硫酸以及催化剂行业急需解决的问题。硫酸催化剂性能的提高可以有效降低国内硫酸企业的生产成本，更重要的是，有助于清洁生产、节能减排尾气(SO2的排放)和低碳经济的方针政策。不少资料对国产土和进ロ土进行了对比分析，发现进ロ硅藻土孔径分布较宽，主要孔径分布在0.1 — 1.5Mm,而国产土孔径分布较窄,主要孔径分布在0.5nm 一 0.3 Mm0研究表明，载体的孔径分布与钒催化剂的性能有重要的关系。一般而言，质量好的钒催化剂，要求处于IOOnm — IOOOnm的孔径所占比例大于50%，以确保催化反应中气体分子有足够的内扩散通道。在反应条件下，活性组分呈熔融液态，IOOnm以下的孔，由于孔径小，几乎全被活性组分占据而无法为气体分子提供内扩散通道，无法实现对SO2的催化氧化。与之相比，孔径在IOOnm以上的大孔不仅通畅，还可以提供了合理的活性表面催化氧化SO2，所以质量好的钒催化剂的特点是孔容积大，具有合理的孔径分布。据统计，国产硅藻土的部分孔洞被杂质堵塞，从国产原土的孔径分布可以看出微孔结构占据主要地位，这既不利于钒催化剂的附着也不利于反应气体的扩散，导致了国产硅藻土作为钒催化剂载体的催化效率低下，因此，便捷有效的去除硅藻土孔中的杂质是国内硅藻土的重要改良途径之一。当前，我国对这方面的研究尚且处于初级阶段，相关研究较少。在以前的专利中，我们发展了利用高速剪切和水热对硅藻土进行改良处理的方法。这两种方法可以有效降低硅藻土的堆密度，改良孔径分布，从而有效提高以其为载体的催化剂的催化效率。然而处理过程中会产生ー些废水，其后续处理较为麻烦。为此，我们发展了更为有效、便捷、环境友好的方法，即通过物理辐照对硅藻土进行处理，以显著提高相应钒催化剂的转化效率。发明内容:
本发明提供了一种高效便捷显著提高以硅藻土为载体的硫酸催化剂催化效率的方法，其原理为:硅藻土的孔道结构为硫酸合成提供催化反应场所，但是通常情况下，硅藻原土的许多孔洞被杂质(有机和无机)堵塞，导致以此为载体的硫酸催化剂催化效率较低，寿命较短。通过高能电子束辐照产生的溅射、高温热解和库仑爆炸作用去除硅藻土孔洞内的杂质，改善其孔径和孔容分布，进而提高相应硫酸催化剂的催化效率，延长其使用年限。
本发明采用的技术方案为:
将装有10-50kg硅藻土的蛇皮袋或纸箱，根据需要依次经5-20MeV能量和10_200keV剂量的高能电子束辐照，分别为20-80秒，即可。所述的蛇皮袋或纸箱的整体厚度控制在10_40cm。本发明有益效果在于:
1、有效去除硅藻土孔洞内的杂质，提高硫酸催化剂催化效率5-15%，延长使用寿命5-20% ；
2、操作便捷，一歩完成，可规模化处理，成本低廉(100-600元/吨)；
3、环境友好，不产生エ业三废(废水、废气和废渣)。
具体实施例方式实施例1
将装有20 kg硅藻土的蛇皮袋，经能量为IOMeV和剂量为30keV的高能电子束辐照，分别为20秒、30秒。其中蛇皮袋整体厚度控制在20cm。经此处理后以硅藻土为载体的硫酸催化剂催化效率提高5-10%。实施例2
将装IOkg硅藻土的纸箱，经能量为IOMeV和剂量为40 keV的高能电子束辐照，分别为20秒、30秒。其中纸箱整体厚度控制30cm。经此处理后以硅藻土为载体的硫酸催化剂催化效率提高8-13%。实施例3
将装50kg硅藻土的蛇皮袋，经能量为IOMeV和剂量为60 keV的高能电子束辐照，分别为20秒、50秒。其中蛇皮袋整体厚度控制在40cm。经此处理后以娃藻土为载体的硫酸催化剂催化效率提高10-15%。
权利要求
1.一种高效便捷显著提高以硅藻土为载体的硫酸催化剂催化效率的方法，其特征在于，其具体步骤如下:将装有10_50kg硅藻土的蛇皮袋或纸箱，根据需要依次经5-20MeV能量和10-200keV剂量的高能电子束辐照分别为20-80秒，即可。
2.根据权利要求1所述的ー种高效便捷显著提高以硅藻土为载体的硫酸催化剂催化效率的方法，其特征在于，所述的蛇皮袋或纸箱的整体厚度控制在10-40 cm。
全文摘要
本发明公开了一种高效便捷显著提高以硅藻土为载体的硫酸催化剂催化效率的方法。利用物理辐照产生的高温热解、溅射和库仑爆炸效应，将硅藻土孔道内的有机和无机杂质去除，进而改善硅藻土孔径和孔容分布，有利于催化反应的进行，可显著提高相应硫酸催化剂的催化效率和使用寿命，对我国硫酸生产行业节能减排、清洁生产、降低成本具有较大的现实意义。
文档编号B01J37/34GK103084220SQ20121055779
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者王敏, 吴正岩, 蔡冬清, 张桂龙, 向育斌 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院