一種鉑催化劑制取SO₃氣體的設(shè)備及方法
【專利摘要】一種鉑催化劑制取SO3氣體的設(shè)備及方法，該設(shè)備以鉑金屬絲為催化劑，網(wǎng)狀編織并分層布置在豎直放置的550℃反應(yīng)爐內(nèi)，通過在催化劑存在的條件下氧化SO2制取SO3，氣體垂直掠過催化劑層，以反應(yīng)爐進出口流量閥門調(diào)節(jié)反應(yīng)時間和出口氣體流量；該方法極大提高了SO3的生成率及穩(wěn)定性，使其能夠滿足大流量的SO3氣體需求，可以靈活調(diào)節(jié)SO3氣體流量，尤其適用于模擬煙氣的制??；該設(shè)備采用網(wǎng)狀分層布置鉑催化劑，使氣體與催化劑充分接觸，保證反應(yīng)速率以及生成氣體量；該方法及設(shè)備可以廣泛運用在實驗室或中試試驗臺制取模擬煙氣的領(lǐng)域。
【專利說明】
一種鉆催化劑制取SCb氣體的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于SO3氣體制取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉑催化劑制取SO3氣體的設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當鍋爐燃用含硫的燃料時，燃燒后形成的SO2有一部分會進一步被氧化成S03，且與煙氣中的水蒸汽結(jié)合形成硫酸蒸氣。這些氣態(tài)的硫酸蒸氣在溫度低于酸露點溫度時即會凝結(jié)，如在鍋爐的低溫受熱面和煙道等表面凝結(jié)形成硫酸溶液，硫酸溶液與金屬反應(yīng)導(dǎo)致金屬腐蝕，稱低溫腐蝕。低溫腐蝕對鍋爐的安全運行危害性極大。為了進一步研究低溫腐蝕現(xiàn)象，實驗室內(nèi)配置模擬煙氣進行低溫腐蝕實驗具有重要意義，而實驗室內(nèi)配置模擬煙氣中關(guān)鍵的一環(huán)就是制取SO3氣體。
[0003]目前常用的SO3的制備方法主要分為物理方法和化學(xué)方法兩大類?；瘜W(xué)方法包括臭氧氧化法、熱解NaHSO4法、催化氧化法、P2O5與濃硫酸反應(yīng)法、濃硫酸脫水法，物理方法主要有發(fā)煙硫酸法和硫酸加熱法等。
[0004]經(jīng)過多次實驗方法的嘗試和探索，物理方法的轉(zhuǎn)化率不穩(wěn)定，難以保證持續(xù)的SO3供給，而大多數(shù)化學(xué)方法生成率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)難題，本發(fā)明的目的在于提供一種鉑催化劑制取SO3氣體的設(shè)備及方法，既滿足實驗室內(nèi)大流量SO3的制取要求，并提供穩(wěn)定的氣體供給。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種鉑催化劑制取SO3氣體的設(shè)備，包括02氣瓶I，與02氣瓶I連接的02干燥器5，與02干燥器5連接的反應(yīng)室7，在O2氣瓶I與O2干燥器5連接的管路上設(shè)置有O2閥門3，在O2干燥器5與反應(yīng)室7連接的管路上設(shè)置有入口 O2質(zhì)量流量計8;還包括SO2氣瓶2，與SO2氣瓶2連接的S02干燥器6，與SO2干燥器6連接的反應(yīng)室7，在SO2氣瓶2與SO2干燥器6連接的管路上設(shè)置有SO2閥門4，在SO2干燥器6與反應(yīng)室7連接的管路上設(shè)置有入口 SO2質(zhì)量流量計9;所述反應(yīng)室7與反應(yīng)室殼體13間設(shè)置有隔熱層12，反應(yīng)室7出口的管路上設(shè)置閥門14和出口 SO3質(zhì)量流量計15，所述反應(yīng)室7內(nèi)布置鉑催化劑1和床層熱電偶11。
[0008]所述反應(yīng)室7縱向布置。
[0009]所述鉑催化劑10為鉑金屬絲網(wǎng)狀編制而成，分四層布置在床層熱電偶之間，固定在反應(yīng)室7的中心支架上。
[0010]所述床層熱電偶11共五個，均勻布置在反應(yīng)室7內(nèi)部。
[0011 ] 一種鉑催化劑制取SO3氣體的方法，以鉑金屬絲為催化劑，網(wǎng)狀編織并分層布置在豎直反應(yīng)室7內(nèi)，氣體垂直掠過催化劑層;通過反應(yīng)室7進出口流量閥門調(diào)節(jié)進出口氣體流量;具體包括如下步驟:
[0012]步驟1:將反應(yīng)室7溫度升至550°C，保證各層溫度均勻一致；
[0013]步驟2:打開O2閥門3、502閥門4將O2及502分別通過O2干燥器5和SO2干燥器6以目標流量通入反應(yīng)室7內(nèi)，使O2和SO2在鉑催化劑10的催化作用下進行氧化反應(yīng)；
[0014]步驟3:打開閥門14，調(diào)節(jié)出口SO3質(zhì)量流量計15使出口氣體流量為目標流量值。
[0015]本發(fā)明具備如下優(yōu)點:
[00? 6] 1、本發(fā)明制取S03的設(shè)備可以靈活調(diào)節(jié)S03氣體流量，通過前后流量計同時控制反應(yīng)時間和氣體流量，從而可以精準地調(diào)節(jié)出口 SO3氣體生成量，反應(yīng)爐前置的干燥器，避免生成氣體中含有水蒸氣而導(dǎo)致SO3損失。
[0017]2、本發(fā)明制取SO3的設(shè)備采用網(wǎng)狀分層布置鉑催化劑，使氣體與催化劑充分接觸，保證反應(yīng)速率生成氣體量。
[0018]3、本發(fā)明制取SO3方法極大提高了 SO3的生成率及穩(wěn)定性，使其能夠滿足大流量的SO3氣體需求，尤其適用于模擬煙氣的制取。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明設(shè)備示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0021 ]如圖1所示，本實施例一種鉑催化劑制取SO3氣體的設(shè)備，包括O2氣瓶I，與O2氣瓶I連接的O2干燥器5，與O2干燥器5連接的反應(yīng)室7，在O2氣瓶I與O2干燥器5連接的管路上設(shè)置有O2閥門3，在O2干燥器5與反應(yīng)室7連接的管路上設(shè)置有入口 O2質(zhì)量流量計8;還包括SO2氣瓶2，與SO2氣瓶2連接的SO2干燥器6，與SO2干燥器6連接的反應(yīng)室7，在SO2氣瓶2與SO2干燥器6連接的管路上設(shè)置有S02_H4，在SO2干燥器6與反應(yīng)室7連接的管路上設(shè)置有入口 SO2質(zhì)量流量計9 ；所述反應(yīng)室7與反應(yīng)室殼體13間設(shè)置有隔熱層12，反應(yīng)室7出口的管路上設(shè)置閥門14和出口 SO3質(zhì)量流量計15，所述反應(yīng)室7內(nèi)布置鉑催化劑140和床層熱電偶11。
[0022]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述反應(yīng)室7縱向布置，內(nèi)徑為65mm，長度為840mm，材料為316L不銹鋼，采用電加熱；反應(yīng)室7縱向布置可以使氣體流場均勻分布，有利于反應(yīng)的進行，避免SO3氣體貼壁;床層熱電偶11共5個，均勻布置在反應(yīng)器內(nèi)部，鈾催化劑10為網(wǎng)狀編制，分4層布置在床層熱電偶11之間，固定在反應(yīng)室7的中心支架上;反應(yīng)室7與殼體反應(yīng)室13之間填充I OOmm的隔熱層12;進出口通過質(zhì)量流量計控制氣體流量。
[0023]本發(fā)明設(shè)備制取SO3氣體的方法，以鉑金屬絲為催化劑，網(wǎng)狀編織并分層布置在豎直反應(yīng)室7內(nèi)，氣體垂直掠過催化劑層;通過反應(yīng)室7進出口流量閥門調(diào)節(jié)進出口氣體流量；具體包括如下步驟:
[0024]步驟1:將反應(yīng)室7溫度升至550°C，保證各層溫度均勻一致；
[0025]步驟2:打開O2閥門3、S02_門4將O2及SO2分別通過O2干燥器5和SO2干燥器6以目標流量通入反應(yīng)室7內(nèi)，使O2和SO2在鉑催化劑10的催化作用下進行氧化反應(yīng)；
[0026]步驟3:打開閥門14，調(diào)節(jié)出口SO3質(zhì)量流量計15使出口氣體流量為目標流量值。
【主權(quán)項】
1.一種鉑催化劑制取SO3氣體的設(shè)備，其特征在于:包括O2氣瓶(I)，與O2氣瓶(I)連接的O2干燥器(5)，與O2干燥器(5)連接的反應(yīng)室(7)，在O2氣瓶(I)與O2干燥器(5)連接的管路上設(shè)置有O2閥門(3)，在O2干燥器(5)與反應(yīng)室(7)連接的管路上設(shè)置有入口O2質(zhì)量流量計(8);還包括SO2氣瓶(2)，與SO2氣瓶(2)連接的SO2干燥器(6)，與SO2干燥器(6)連接的反應(yīng)室(7)，在SO2氣瓶(2)與SO2干燥器(6)連接的管路上設(shè)置有S02_H (4)，在SO2干燥器(6)與反應(yīng)室(7)連接的管路上設(shè)置有入口 SO2質(zhì)量流量計(9);所述反應(yīng)室(7)與反應(yīng)室殼體(13)間設(shè)置有隔熱層(12)，反應(yīng)室(7)出口的管路上設(shè)置閥門(14)和出口 SO3質(zhì)量流量計(15)，所述反應(yīng)室(7)內(nèi)布置鉑催化劑(10)和床層熱電偶(11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉑催化劑制取SO3氣體的設(shè)備，其特征在于:所述反應(yīng)室(7)縱向布置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉑催化劑制取SO3氣體的設(shè)備，其特征在于:所述鉑催化劑(10)為鉑金屬絲網(wǎng)狀編制而成，分四層布置在床層熱電偶之間，固定在反應(yīng)室(7)的中心支架上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉑催化劑制取SO3氣體的設(shè)備，其特征在于:所述床層熱電偶(11)共五個，均勻布置在反應(yīng)室(7)內(nèi)部。5.一種鉑催化劑制取SO3氣體的方法，其特征在于:以鉑金屬絲為催化劑，網(wǎng)狀編織并分層布置在豎直反應(yīng)室(7)內(nèi)，氣體垂直掠過催化劑層;通過反應(yīng)室(7)進出口流量閥門調(diào)節(jié)進出口氣體流量;具體包括如下步驟: 步驟1:將反應(yīng)室(7)溫度升至550°C，保證各層溫度均勻一致； 步驟2:打開O2閥門(3)、SO2閥門⑷將O2及502分別通過O2干燥器(5)和SO2干燥器(6)以目標流量通入反應(yīng)室(7)內(nèi)，使O2和SO2在鉑催化劑(10)的催化作用下進行氧化反應(yīng)； 步驟3:打開閥門(14)，調(diào)節(jié)出口 SO3質(zhì)量流量計(15)使出口氣體流量為目標流量值。
【文檔編號】C01B17/78GK105967150SQ201610539586
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】趙瀚辰, 吳帥帥, 姚明宇, 張立欣, 李陽
【申請人】華能國際電力股份有限公司, 西安熱工研究院有限公司