CN103111275B - 一种硫酸钙生产氧化钙的催化剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种硫酸钙生产氧化钙的催化剂及其制备工艺，该催化剂由以下重量份数的原料制成：氧化铝50-60份，二氧化硅10-20份，活性炭10-20份，粘合剂氧化钙10-20份。本发明还包括所述硫酸钙生产氧化钙的催化剂的制备工艺。本发明制得之催化剂，活性高，利用其催化硫酸钙生产氧化钙，能加快反应速度，活性炭还能吸附减少有害气体的排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种催化剂及其制备工艺，尤其是涉及一种硫酸钙生产氧化钙的高效催化剂及其制备工艺。
背景技术
目前，氧化钙的生产主要是通过硫酸钙在还原加热条件下制取，其加工温度在1000℃以上，在这个过程中会产生大量的CO气体，企业需要处理或应用这部分CO气体，这些都大大的提高了硫酸钙生产氧化钙的生产成本，同时也制约了氧化钙生产行业的发展，如何通过加入催化剂提高氧化钙的生产率并且降低催化剂的成本，成为行业发展关注的焦点。但现有催化剂的催化效率低，且成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种活性高的硫酸钙生产氧化钙的催化剂及其制备工艺。利用该催化剂，可以提高硫酸钙生产氧化钙的效率，提高生产效益。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明之硫酸钙生产氧化钙的催化剂，由以下重量份数的原料制成：氧化铝50-60份，二氧化硅 10-20份，活性炭10-20份，氧化钙10-20份。
优选的重量份数为：氧化铝52－58份，二氧化硅12－18份，活性炭12－18份，氧化钙12－18份。
更优选的重量份数为：氧化铝55份，二氧化硅15份，活性炭15份，氧化钙15份。
所述三氧化二铝（Al2O3）优选γ- Al2O3；
所述二氧化硅（SiO2）优选纳米二氧化硅；
所述活性炭优选矿物质原料活性炭，孔径≥20000nm。
本发明之硫酸钙生产氧化钙的催化剂的制备工艺，包括以下步骤：
将氧化铝50-60份、二氧化硅 10-20份、活性炭10-20份、氧化钙10-20份加入高混机内，混合5-15min（优选10min），然后将高混机内的混合物加入可调节转速的倾斜的转盘中，转盘的转速为70－80r/min（优选75r/min），倾斜度为25－35度（优选30度），同时喷入水，所喷水的量相当于氧化铝、二氧化硅、活性炭、氧化钙各物质总重量的0.05－0.15倍（优选0.1倍），在转盘转动15-25min（优选20min）的过程中，粉料滚动粘结，形成尺寸合适大小均匀的球体，然后在100－140℃（优选120℃）温度下干燥1－2h（优选1.5h），再在600-700℃（优选650℃）下焙烧1－2h（优选1.5h），即得。
根据中国发明专利申请200810058186.0，硫酸钙分解产生氧化钙，其反应原理如下：
CaSO4+2C=CaS+2CO2↑
CaSO4+4CO=CaS+4CO2↑
CaSO4+4H2=CaS+4H2O
CaS+2O2=CaSO4
2CaS+3O2=2CaO+2SO2
CaS+3CaSO4=4CaO+4SO2↑
本发明制得之催化剂应用原理：三氧化二铝为过渡金属氧化物，在高温下分子结构中的金属原子与氧原子之间易形成空穴，改变硫酸钙中氧的吸附能力，促进氧化还原反应的进行，二氧化硅对稳定三氧化二铝结构非常有效，可以有效抑制Al2O3的α变，保持Al2O3的活性；另外活性炭具有强的吸附能力，吸附反应所产生未吸收转化为硫酸的S02，减少有害气体的排放；氧化钙是作为粘合剂加入的。
本发明制得之催化剂，活性高，利用其催化硫酸钙生产氧化钙，能加快反应速度，活性炭还能吸附减少有害气体的排放。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例之硫酸钙生产氧化钙的催化剂，由以下重量份数的原料制成：氧化铝50份，二氧化硅20份，活性炭15份，氧化钙15份。
所述三氧化二铝（Al2O3）为γ- Al2O3；
所述二氧化硅（SiO2）为纳米二氧化硅；
所述活性炭为矿物质原料活性炭，孔径≥20000nm。
本实施例之硫酸钙生产氧化钙的催化剂的制备工艺，包括以下步骤：
将氧化铝50份、二氧化硅20份、活性炭15份、氧化钙15份加入高混机内，混合10min，然后将高混机内的混合物加入可调节转速的倾斜的转盘中，转盘的转速为80r/min, 倾斜度为30度，同时喷入水，所喷水的量相当于氧化铝、二氧化硅、活性炭、氧化钙各物质总重量的1/10，在转盘转动20min的过程中，粉料滚动粘结，形成尺寸合适大小均匀的球体，然后在120℃温度下干燥1.5h后在650℃下焙烧1.5h，即得。
实施例2
本实施例之硫酸钙生产氧化钙的催化剂，由以下重量份数的原料制成：氧化铝55份，二氧化硅 15份，活性炭15份，氧化钙15份。
所述三氧化二铝（Al2O3）为γ- Al2O3；
所述二氧化硅（SiO2）为纳米二氧化硅；
所述活性炭为矿物质原料活性炭，孔径≥20000nm。
本实施例之硫酸钙生产氧化钙的催化剂的制备工艺，包括以下步骤：
将氧化铝55份、二氧化硅 15份、活性炭15份、氧化钙15份加入高混机内，混合15min，然后将高混机内的混合物加入可调节转速的倾斜的转盘中，转盘的转速为80r/min, 倾斜度为30度，同时喷入水，所喷水的量相当于氧化铝、二氧化硅、活性炭、氧化钙各物质总重量的1/10，在转盘转动25min的过程中，粉料滚动粘结，形成尺寸合适大小均匀的球体，然后在120℃温度下干燥2h，再在600℃下焙烧1.5h，即得。
实施例3
本实施例之硫酸钙生产氧化钙的催化剂，由以下重量份数的原料制成：氧化铝60份，二氧化硅 10份，活性炭15份，氧化钙15份。
所述三氧化二铝（Al2O3）为γ- Al2O3；
所述二氧化硅（SiO2）为纳米二氧化硅；
所述活性炭为矿物质原料活性炭，孔径≥20000nm；
本实施例之硫酸钙生产氧化钙的催化剂的制备工艺，包括以下步骤：
将氧化铝60份、二氧化硅 10份、活性炭15份、氧化钙15份加入高混机内，混合8min，然后将高混机内的混合物加入可调节转速的倾斜的转盘中，转盘的转速为75r/min, 倾斜度为30度，同时喷入水，所喷水的量相当于氧化铝、二氧化硅、活性炭、氧化钙各物质总重量的1/10，在转盘转动15min的过程中，粉料滚动粘结，形成尺寸合适大小均匀的球体，然后在100℃温度下干燥2h，再在700℃下焙烧2h，即得。
将实施例1－3所得催化剂以固体形式投放于熔炉中，催化剂的添加量为硫酸钙原料的10%，根据反应物前后质量变化测得二氧化硫转化为硫酸的转化率。实施例1－3的二氧化硫转化率列于表1中。
表1实施例1－3二氧化硫转化率结果数据
| 转化率 | |
| 常规催化剂 | 85% |
| 实施例1 | 90% |
| 实施例2 | 93% |
| 实施例3 | 91% |
Claims (8)
1.一种硫酸钙生产氧化钙的催化剂，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：氧化铝50-60份，二氧化硅 10-20份，活性炭10-20份，氧化钙10-20份。
2.根据权利要求1所述的硫酸钙生产氧化钙的催化剂，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：氧化铝52－58份，二氧化硅12－18份，活性炭12－18份，氧化钙12－18份。
3.根据权利要求1或2所述的硫酸钙生产氧化钙的催化剂，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：氧化铝55份，二氧化硅15份，活性炭15份，氧化钙15份。
4.根据权利要求1或2所述的硫酸钙生产氧化钙的催化剂，其特征在于，所述氧化铝为γ- Al2O3。
5.根据权利要求1或2所述的硫酸钙生产氧化钙的催化剂，其特征在于，所述二氧化硅为纳米二氧化硅。
6.根据权利要求1或2所述的硫酸钙生产氧化钙的催化剂，其特征在于，所述活性炭为矿物质原料活性炭，孔径≥20000nm。
7.一种制备如权利要求1－6之一所述硫酸钙生产氧化钙的催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将氧化铝50-60份、二氧化硅 10-20份、活性炭10-20份、氧化钙10-20份加入高混机内，混合5-15min，然后将高混机内的混合物加入可调节转速的倾斜的转盘中，转盘的转速为70－80r/min，倾斜度为25－35度，同时喷入水，所喷水的量相当于氧化铝、二氧化硅、活性炭、氧化钙各物质总重量的0.05－0.15倍，在转盘转动15-25min的过程中，粉料滚动粘结，形成尺寸合适大小均匀的球体，然后在100－140℃温度下干燥1－2h，再在600-700℃下焙烧1－2h，即得。
8.根据权利要求7所述制备硫酸钙生产氧化钙的催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将氧化铝50-60份、二氧化硅 10-20份、活性炭10-20份、氧化钙10-20份加入高混机内，混合10min，然后将高混机内的混合物加入可调节转速的倾斜的转盘中，转盘的转速为75r/min，倾斜度为30度，同时喷入水，所喷水的量相当于氧化铝、二氧化硅、活性炭、粘合剂氧化钙各物质总重量的0.1倍，在转盘转动20min的过程中，粉料滚动粘结，形成尺寸合适大小均匀的球体，然后在120℃温度下干燥1.5h，再在650℃下焙烧1.5h，即得。
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