一种新型蜂窝状钒催化剂的制作方法

本实用新型涉及一种新型蜂窝状钒催化剂，属于催化剂领域。

背景技术：

硫酸生产的原料为硫铁矿、硫磺及冶炼烟气等。原料经过焚烧、净化、反应和吸收等步骤得到硫酸产品。其中反应是关键步骤，其转化率的高低决定了硫酸产品的收率和尾气中二氧化硫的含量。目前主流技术一般采用五段反应中间吸收的3+2两转两吸流程。几乎所有二氧化硫氧化反应在工业上都是在多段绝热反应器中进行的。在绝热反应器中，钒催化剂催化氧化二氧化硫成为三氧化硫，钒催化剂活性好坏是决定硫酸生产成败的关键。

工业上常用的钒系催化剂的活性组分有钒的氧化物、氯化物和配合物等多种形式，但最常见的活性组分是含一种或几种添加物的V2O5，以V2O5为主要成分的催化剂几乎对所有的氧化反应都有效。

但现有以V2O5为主要成分的钒催化剂存在：装填量高、转化率低、使用活性衰退快等缺陷。

技术实现要素：

为了解决现有技术中以V2O5为主要成分的钒催化剂存在的装填量高、转化率低、使用活性衰退快等缺陷，本实用新型提供一种新型蜂窝状钒催化剂。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种新型蜂窝状钒催化剂，为柱状结构，新型蜂窝状钒催化剂上设有贯穿其高度方向的四条以上内径相等的圆柱状通道，所有的通道均为两端不封端的结构，所有通道的内径均为2.5-3.5mm，相邻两通道之间的间距为2～3mm；新型蜂窝状钒催化剂的横截面呈四瓣以上的花瓣状，每瓣花瓣的边界线均为一条弧线，相邻两花瓣形成“3”的形状，所有的花瓣形状相同、大小相等，且花瓣与通道数量相等，每瓣花瓣对应一条通道。

相邻两通道之间的间距指相邻两通道之间的最小距离。与花瓣所对应的通道，也即距离此花瓣最近、且部分被此花瓣包围的通道；每个花瓣对着一条通道；花瓣的边界线也即花瓣最外围的。

新型蜂窝状钒催化剂上通道的设置，使催化剂形成了蜂窝状。

本申请通过对催化剂结构的改进使催化剂的装填量明显降低、二氧化硫转化了明显提高，活性衰退明显减慢。

为了进一步降低装填量，新型蜂窝状钒催化剂横截面外接圆的直径为13～14mm。

为了进一步提高催化活性，新型蜂窝状钒催化剂的横截面呈四瓣花瓣状，四瓣花瓣状的内接圆的直径为9-10mm，四个花瓣为彼此相连的结构，每相邻两个花瓣有一交点，共有四个交点，四瓣花瓣状的内接圆指过任意三个交点的圆；通道有四条，每个花瓣对应一条通道。

为了进一步提高催化活性，同时减缓活性衰退，新型蜂窝状钒催化剂的高为12～15mm。

为了进一步提高催化活性，降低装填量，新型蜂窝状钒催化剂的侧面设有与通道相通的通孔，通孔的内径为1-1.5mm。

为了兼顾催化剂的催化活性和结构强度，相邻两通孔的间距为3-4mm。相邻两通孔的间距指相邻两通孔之间的最小距离。

进一步优选，通孔的轴向与新型蜂窝状钒催化剂的轴向相互垂直。

为了兼顾催化剂的催化活性和结构强，新型蜂窝状钒催化剂的孔隙率为52-55％。

本实用新型未提及的技术均参照现有技术。

本实用新型蜂窝状钒催化剂制作简单、只要改变模具结构即可制成；通过对催化剂结构的改进使催化剂的装填量明显降低、二氧化硫转化了明显提高，活性衰退明显减慢。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为图1的俯视图；

图中，1为花瓣，2为通道。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

如图所示，一种新型蜂窝状钒催化剂，为柱状结构，新型蜂窝状钒催化剂上设有贯穿其高度方向的四条内径相等的圆柱状通道，所有的通道均为两端不封端的结构，所有通道的内径均为3mm，相邻两通道之间的间距为2.5mm；新型蜂窝状钒催化剂的横截面呈四瓣花瓣状，每瓣花瓣的边界线均为一条弧线，相邻两花瓣形成“3”的形状，所有的花瓣形状相同、大小相等，每瓣花瓣对应一条通道。

新型蜂窝状钒催化剂横截面外接圆的直径为13.5mm；四瓣花瓣状的内接圆的直径为9.5mm，四个花瓣为彼此相连的结构，每相邻两个花瓣有一交点，共有四个交点，四瓣花瓣状的内接圆指过任意三个交点的圆。新型蜂窝状钒催化剂的高为13.5mm。

实施例2

与实施例1基本相同，所不同的是：新型蜂窝状钒催化剂的侧面设有与通道相通的通孔，通孔的内径为1.2mm；相邻两通孔的间距为3.5mm；通孔的轴向与新型蜂窝状钒催化剂的轴向相互垂直；新型蜂窝状钒催化剂的孔隙率为55％。

对比例1

中空柱体结构的七齿梅花催化剂的横截面为中空的七齿梅花状，七齿梅花状的每个齿瓣均为半圆结构，相邻两齿瓣通过圆弧平滑过渡；七齿梅花催化剂的外接圆为正圆；七齿梅花催化剂上设有一条贯穿其高度方向的主圆柱状孔道，圆柱状孔道的内径为4.2mm；主圆柱状孔道设在七齿梅花催化剂长度方向上的正中央。七齿梅花催化剂的外接圆的直径为10.5mm，七齿梅花催化剂的高为15mm，七齿梅花状的每个齿瓣的齿高均为2.5mm。七齿梅花催化剂的表面及内部设有相互贯通的孔隙，孔隙率为48％。

对比例2

柱体结构的钒催化剂，高为18cm，外接圆的直径为10.5cm，钒催化剂中央沿其高度方向设有贯穿其上下表面的圆柱状孔道圆柱状孔道的内径为4cm；钒催化剂的外表面沿周向设有等间距的相互平行的6条凹槽；相邻两凹槽之间通过圆弧面过渡；凹槽的横截面为半圆结构；凹槽的的长度方向与硫酸生产的钒催化剂的高度方向平行；凹槽的深为6mm；用于硫酸生产的钒催化剂的表面及内部设有相互贯通的孔隙，孔隙率为44％。

各例中催化剂的组成及制备工艺均参照申请号为2011103600437中的实施例1，催化活性检测参照国家标准HG/T 2089-2007。