《接触法制硫酸的九个“三”(幻灯片)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《接触法制硫酸的九个“三”(幻灯片)（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、硫酸的 工业制法 硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志 思考 1 工业上接触法制硫酸的原料有哪些 2 工业制硫酸分几个阶段 每个阶段的化学 反应原理是什么 3 每个阶段用到的典型设备是什么 涉及的 物理学原理有哪些 4 工业制硫酸的生产流程是什么 5 每个阶段产生的气体成分 在第一阶段出 来的气体的净化措施 6 每个阶段分别产生了哪些工业废物 接触法制硫酸的九个 三 三原料 三反应 三条件 三阶段 三设备 三气 三净化 三原理 工业三废 三 原 料 黄铁矿 热空气 98 3 的浓硫酸 三 反 应 4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2 点燃 2SO2 O2 催化剂 2SO3 SO
2、2 H2O H2SO4 一 接触法制造硫酸的反应原理 一 接触法制造硫酸的反应原理 H2SO4SO3SO2 S 硫化物 如 FeS2 SO3 H2O H2SO4 S O2 SO2 点燃 2SO2 O2 2SO3 催化剂 总方程式4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2 高温 三 条 件 在第二步二氧化硫氧化生成三氧化硫的反应中 所 选择的条件是 常压 而非高压 为什么 压压 强 温度 0 10 5110 400 99 299 699 799 9 500 93 596 997 899 3 600 73 785 889 596 4 不同温度压强下SO2氧化制取SO3的转化率 压压 强 温度 0
3、 10 5110 400 99 299 699 799 9 500 93 596 997 899 3 600 73 785 889 596 4 不同温度压强下SO2氧化制取SO3的转化率 从上表中可以看到 选择一定温度 常压下SO2的 转化率已经比较高 而增大压强时 SO2的转化率增量有限 但增大压强时却会使生产成本提高 所以 从经济效益的观 点出发 实际生产中采用常压为生产条件 三 条 件 在第二步二氧化硫氧化生成三氧化硫的反应中 所 选择的条件是 常压 而非高压 因为制造高压设备会降低生产效益 高温 400 500 生产效率最高 三 条 件 在第二步反应中 所选择的条件是 常压 而非高压
4、因为制造高压设备会降低生产效益 高温 生产效率最高 催化剂 作催化剂 400 500 三 条 件 在第二步反应中 所选择的条件是 常压 而非高压 因为制造高压设备会降低生产效益 高温 生产效率最高 催化剂 作催化剂 400 500 V 2O5 五氧化二矾 4FeS2 11 O2 2Fe2O3 8SO2 高 温 硫酸工业生产的主要阶段 SO3 H2O H2SO4 一 SO2的制取与净化 二 SO2氧化成SO3 三 SO3的吸收和H2SO4的生成 沸腾炉 接触室 吸收塔 2SO2 O2 2SO3 催化剂 加 热 S O2 SO2 点燃 二 接触法制造硫酸的生产过程 SO3H2SO4SO2 S 硫化
5、物 如 FeS2 1 二氧化硫的制取和净化 2 二氧化硫转化成三氧化硫 3 三氧化硫的吸收和硫酸的生成 硫酸工业生产的流程 沸 腾 炉接 触 室吸 收 塔 净 化 冷 却 尾气 空气 空气 炉气 思考 从沸腾炉出来 的气体 SO2是 否纯净 如果 不纯净 如何 除杂和净化 矿渣 思考 焙烧 黄铁矿的炉 子为什么叫 沸腾炉 黄 铁矿为什么 要粉碎 为 什么通入强 大的空气流 燃烧黄铁 矿为什么不 要多加燃料 接触室 思考 适宜条件的选择 N2 接 触 室 思考 接触室中热交 换器的作用 从接触 室出来的气体成分是 什么 催化剂 五氧化二矾 V2O5 温度 400至500 压强 常压 吸 收 塔
6、思考 吸收三 氧化硫为什么不 用水和稀硫酸 而用98 3 的浓 硫酸 浓硫酸为 什么必须从塔顶 喷下 沸腾炉 炉气 1 二氧化硫的制取和净化 造气 SO2 O2 N2 水蒸气以及 一些杂质 如As Se等的 化合物和矿尘等等 原料粉碎 氧气 4FeS2 固 11O2 气 2Fe2O3 固 8SO2 气 高温 除尘 洗涤 干燥 2 二氧化硫氧化成三氧化硫 2SO2 O2 2SO3 V2O5 4500C 沸腾炉 接触室 600C 5000C 4500C 8500C 5000C 热交换器 催化剂 下一步 思考 请同学们根据化学方程式及所学过的知识 讨论SO2接触氧化的最有利条件 因为SO2接触氧化是
7、一个放热反应 根据化 学平衡理论判断 此反应在温度较低的条件下进 行有利 但是 温度较低时反应速率低 从综合 经济考虑对生产不利 在实际生产中 选定 4000C 5000C作为操作温度 SO2的接触氧化也是一个气体总体积缩 小的反应 上面表格的数据说明 增大气体压强 能相应提高SO2的平衡转化率 但提高得并不 多 考虑到加压对设备的要求高 增大投资和能 量消耗 而且 常压下4000C 5000C时 SO2的 平衡转化率已经很高 所以硫酸工厂通常采用常 压操作 并不加压 返回 返回 3 三氧化硫的吸收和硫酸的生成 接触室沸腾炉吸收塔 热交换 5000C1500C 98 3 H2SO4 SO3 H
8、2O H2SO4 1450C 尾气 生产流程动态演示 三 设 备 沸腾炉 接触室 吸收塔 硫酸工业生产的流程 沸 腾 炉接 触 室吸 收 塔 净 化 冷 却 尾气 空气 三 气 从三种设备里出来的气体的成分分别是 沸腾炉 N2 O2 SO2 矿尘 粉末 水蒸汽 接触室 N2 O2 SO2 SO3 吸引塔 N2 O2 SO2 三 净 化 从沸腾炉出来的气体要经过净化室中如下三 步净化过程方可进入第二个设备中 除尘 洗涤 干燥 除去的气体成分有哪些呢 如下图所示 目的有三 一 防止影响生产 二 防止催化剂中毒 三 防止腐蚀设备 这样做的目的是什么呢 三 原 理 热交换原理 硫酸工业生产的流程 沸
9、腾 炉接 触 室吸 收 塔 净 化 冷 却 尾气 空气 逆流操作原理 一 逆流操作原理 一 逆流操作原理 二 吸收塔 热交换 5000C1500C 98 3 H2SO4 尾气 逆流操作原理 二 循环利用原理 从吸收塔中出来的尾气中的SO2可用于回收 循环利用 用来制硫酸 补充材料 硫酸的其它生产办法 1 2 FeSO4 7H2O Fe2O3 SO2 SO3 14H2O 2 SO2 NO2 H2O H2SO4 NO 2NO O2 2NO2 环境污染 大气污染 水污染 土壤污染 食品污染 固体废弃物污染 放射性污染 噪声污染等 工 业 三 废 废气 废液 废渣 大 气 污 染 水 污 染 土 壤
10、污 染 环 境 保 护 1 硫酸工业尾气 SO2 处理 方法一 石灰石 石膏法 SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O 2CaSO3 O2 2CaSO4 方法二 氨酸法 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 H2O 2NH4HSO3 H2SO4 SO2 H2O NH4 2SO4 一种氮 肥 NH4 2SO3 SO2 H2O 2 NH4HSO3 方法三 碱法 Na2CO3 SO2 Na2SO3 CO2 2NaOH SO2 Na2SO3 1 硫酸工业尾气 SO2 处理 方法二 氨酸法 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 H2O NH4 2SO3 H2SO4 SO2 H2O NH4
11、 2SO4 一种氮肥 2 NH4 2SO3 O2 2 NH4 2SO4 一种氮肥 工业上最常用的是第二种方法 氨酸法 NH4 2SO3 SO2 H2O 2 NH4HSO3 待其饱和后 则 2NH4HSO3 H2SO4 SO2 H2O NH4 2SO4 一种氮 肥 生成的SO2进行循环利用 生成的硫酸铵溶液结晶分离干燥后制成固体硫铵化肥 生产过程中的污水 含有硫酸等杂质 Ca OH 2 H2SO4 CaSO4 2H2O 2 污水处理 3 废渣的利用 掌握多步计算的技能 关系式计算法 原 子守恒 4FeS2 11 O2 2Fe2O3 8SO2 高 温 2SO2 O2 2SO3 催化剂 加 热 SO
12、3 H2O H2SO4 FeS2 2SO22SO3 2H2SO4 多步计算 例 含FeS2 72 的黄铁矿石在煅烧的时候 有2 的硫 受到损失而混入炉渣 在SO2的氧化 吸收过程中 产 率为98 则由这种黄铁矿石10t可以制得98 的硫酸 多少吨 解析 该题的解题关键是 转化成硫酸的硫来自硫铁 矿 抓住了这一点就可以找出FeS2和H2SO4之间的关系 式 即 FeS2 2S 2H2SO4 有2 S损失即FeS2 利用率为98 在多步计算中重点掌握元素守恒 在反应 过程中 可以把中间步骤的损失全部归结为原 料损失 而目标产物的损失及百分比则算在目 标产物头上 FeS2 2S 2SO2 2SO3
13、2H2SO4 解 设可制得98 的硫酸质量为x 120 196 10t 72 1 2 98 x 98 X 11 5t 答 略 练习 燃烧1吨含二硫化亚铁90 的黄铁矿 在理论上能生产多吨98 的硫酸 设有1 5 的硫留在炉渣里 解析 由工业生产硫酸的反应方程式可得 下列关系式 设 能生成98 的硫酸x吨 FeS2 2SO2 2SO3 2H2SO4 120 2 98 1t 90 1 1 5 xt 98 x 1 478 总 结 三原料黄铁矿 热空气98 3 的浓硫酸 三反应4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2 2SO2 O2 2SO3SO3 H2O H2SO4 三条件常压 400 500 V2O5 作催化剂 三阶段造气接触氧化SO3的吸收和H2SO4 的生成 三设备沸腾炉接触室吸收塔 三气N2 O2 SO2 矿尘 粉末 水蒸汽 N2 O2 SO2 SO3 N2 O2 SO2 三净化除尘 洗涤 干燥 三原理热交换 循环利用逆流吸收 工业三废废渣废水 废气 再 见
