二氧化硫氧化制硫酸催化剂装填和使用

硫酸生产根据原料的不同大致可分为硫铁矿制酸、硫磺制酸、冶炼烟气制酸以及其它含硫原料制酸等。其核心部分都是将二氧化硫转化为三氧化硫，然后吸收制酸。所以在硫酸生产中二氧化硫氧化制硫酸催化剂(以下简称钒催化剂)的正确的装填和使用对于硫酸生产的经济性、稳定性和尾气二氧化硫的达标排放起着至关重要的作用。

不同的制酸原料以及不同规模的制酸装置在具体使用钒催化剂时会有所不同，其中硫酸能力较小的制酸装置(一般指40kt/a以下的制酸装置)在一转一吸的情况下大都全部选用柱状高温型催化剂S101型，这种装置也可考虑高温催化剂S101型和低温催化剂混合使用。而在硫酸生产能力较大的制酸装置，特别是采用两转两吸流程时则应该考虑使用低温钒催化剂和高温钒催化剂混合装填，以达到尽量降低催化剂用量同时得到较高最终转化率的目的。

在确定使用具体的钒催化剂型号的同时还需针对钒催化剂的外形尺寸、制酸原料、制酸工艺、装置能力、工况条件等具体情况计算出合适的装填定额，以便最终确定该套硫酸装置所需钒催化剂的总量。各硫酸制造企业以及设计单位在确定装填定额时会有一定差异。我国钒催化剂的装填定额普遍是按220～250L/(tH2SO4·d)，如果工况条件特别恶劣或者在极高气浓、极低氧硫比等特殊情况下还要考虑适当增加装填定额，有些极特殊制酸装置其装填定额甚至要增加几倍。

当现有硫酸装置原设计是装填柱状钒催化剂的硫酸制造企业希望改用环状或梅花状钒催化剂时，在选定催化剂型号的同时还应考虑到现有转化器的催化剂床层是否有足够的空间能够容纳因装填定额的变化而引起的需装填体积更多的催化剂，另外还应考虑催化剂的强度、适应性、系统阻力变化等因素，以免出现总转化率不够的情况而给企业带来损失。

当装填定额一旦确定下来后，该套硫酸装置所需钒催化剂的总量即可确定下来了，如何合理地将这些催化剂分配到各段中去同样是需要重点考虑的问题。工业设计中转化系统催化剂的装填与分配从理论上讲要求各种催化剂应提供正确的动力学方程式，计算结果才具有实际意义。但目前工业生产中各单位情况千差万别，加上催化剂使用于工业反应中的动力学方程式及有关参数“失真”，故国内在进行催化剂各段分段装填时很少采用。设计单位与硫酸生产厂家多是依据实践经验来确定催化剂总用量及各段催化剂的分配比例。

各硫酸制造企业只要针对不同的制酸原料及工况条件在选用催化剂时具体型号选择正确，装填定额选用适当，各段催化剂装填比例分配合理，再加上相关配套设备完好，不仅转化工段可以得到较高的最终转化率和较高的稳定性，而且最终将会得到较好的经济效益。