探究基于超声空化的低温钒催化剂制备基础研究

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1、中南大学硕士学位论文基于超声空化的低温钒催化剂制备基础研究姓名：杨刚申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：陈振兴20020101申赢天学颤f，学位谂义摘要本文穷绍了低溢催健裁在硫酸生产中的霾要性以及磅制窝添毪低温继纯期静必要瞧。在综台分孝厅函产s187、s108壤纯裁配方豹基勰上，考察了对催化刺低温活性起关键{乍用的三个因素：钒含量w(V20s)、钾钒比n(K)／n(V)和钠钒比n(Na)／n(v)。采用正交实验法，确定了催化剂I!IcJ最优组成为w(V205)=6．3％，n(K)／n(V)一2．7，n(Na)／n(V)=2．2。组成最优的催化剂T3在4lO℃的滔瞧达到44．8％，超

2、避帮颁标准9，8％。瓷继纯裁T3鳃基餮墼I二，透过实验骚究了怒声渡酾声空纯效应对睡诧裁低温活性的影f响。声空化效粜与超声波发生嚣的功率、超声波“预处理”时川、物料温度和物料含水墩有关。在sB2200测超声波清沈器中，催化剂湿物料经20min超声处理后才产生明显的声空化效果。而在具有更商超声功率的sB32∞型超声波清洗器中处理相同物辩时，发理产生声空能掰嚣时潮钛20分镑缀短爨lo分钟，撩{乞裁活经遣程砖鬣藏。筵声滚终瑙予物瓣时，淹物料潞发的升高，催化剂溜性先增大后城小，物料最佳温度为60℃。物料含水爨主要影响声空化的擞。伴随着超声波的声空化效应．超声波的机械作用、热学作j二f1和化学作用也

3、同时在起作用。实验发现，声空化使催化剂的低淤活瞧掰以挝离，≥}：在350℃的低温下也具宵一定岣活性。应明越声波研毒《蕊继纯裁疆3，在《le℃活经为52．5％，350℃溪往为《，2％。本文综述了有关S02氧化用钒催化荆低濑失活的研究进髅，指出钒催化剂在410℃～440℃活性急剧下降的原因是山于低价态钒化含物的析出。在给出圆柱形钒催化剂内表嘲利川率的数值解法的举础上，结合60pecKoB微观动力学方程，推导了圆睾主形低温钒催化刹的宏观动力学方程。采用9}热式疆定窳零袋分反应器，在35§℃～410℃，空遴180§矗～～5eG0魏4帮S02透强浓度7％～12％的反应条件F，铡定了催忧剡M3上s0

4、2氧化反巍的宏观动力学数据，并对模型方程进行了参数估值，得到如下宏观动力学方程；闰舶×t08e警气c≤‰A≯，；r=3舶×108#⋯’只，，‘F了羔F)2(寺～卢2)2m⋯”‘M^。黠l攫倦裁Ⅺ3送嚣了糍度测试帮差热分羧。绫鬃表明，其孥霆翔羲鹾强菠为39．6N，径自抗压强度为38．1N。罐化裁M3的茬热分析曲线在348。86℃有明丝的吸热峰，表明催化荆活性组分丌始熔融并起催化作用。关键词二氧化硫：钒催化剂：超声波：宏观动力学中南人学碗L学位论文AbstractThcimportanceofcalalystunder10wtemperatureusedinsulphuricacidmanu

5、factureandthenecessitytodeVeiopVanadiumcataIystswiihhigh秘c娃Vi￡y毽nd$fjowte翔perat越reh8sb￡o砖d；sc诖ssed，Basedonthecor珏positio毽ofSl07andS108catalysts，orthometr主cexpe“mentswere舶adewilhthreefactorsw(V205)，n(K)／n(V)andn(Na)／n(V)．withw(V205)∞63％，n(K)／n(V)=2．7andn(Na)／n(V)黑2，2，theso-calledVanadiumcatalystT3

6、presentedanoptimalactiVity．IlsactjVjtyreachedto448％at410。CandexceededtheministrystandardofVanadiumeat挂lystsby9．8％+Base莲oncalalyst下3，{hoe{＆ctofultr硅soniceavita{ionontheIow—temporatureactiVityofValladiuIncataIystswasinvestigatedunderultrasoniccleancr．ItwasfoundIhattheeffectreIatedtothcpowerofultras

7、onicgenerator，thotreatingtimeofu“rasound，thetemperatureofwetmaterialand也ee∞te玳Ⅸwater沁matef戳lnmeSB2200—ty辨ui甜asonicelea∞r，ittook20f狂i珏毽{es{opfodue￡obvious柱ltfaso珏ieeavi}atio珏i鞋we{摊atef'a1．掣矿瓤entbesamewetfnalerialwastrea