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1、教案用纸学科无机物工艺第一章 硫酸第 二 节 硫铁矿制取二氧化硫炉气审批签字授课时数2授课方法讲授教具多媒体授课时间授课班级教学目的掌握沸腾焙烧的工艺条件及工艺流程，硫铁矿焙烧的基本 原理及沸腾焙烧炉的结构。教学重点 和难点重点：沸腾焙烧的工艺条件及工艺流程。难点：硫铁矿焙烧的基本原理。复习提问1 硫酸的生产方法有哪些？2 硫酸生产原料有哪些？教学内容、方法和过程附 记【引课】接触法主要步骤：含硫原料A 原料气的制备A含二氧化硫炉气A炉气净制 A 净化炉气 A 二氧化硫转化A含二氧化硫气体 A 吸收成酸 A 硫酸【新课】第二节 硫铁矿制取二氧化硫炉气一、硫铁矿焙烧的基本原理1 焙烧反应硫铁矿的
2、焙烧主要是矿石中的 Fe3与空气中的氧反应，生成SO2炉气，该反应通常需在600C以上的温度进行。教学内容、方法和过程以硫铁矿为原料水洗净化生产硫酸的原则流程，大致如下 列框图所示。料、仍碎和怖廿so?02-93X通过此具体 流程的讲解， 使学生对硫 酸的生产过 程先有个整 体的了解，为 后面内容的 学习打好基 础沉淀污泥焙烧反应是分两步进行的：（1）FeS2受热分解为FeS和硫磺蒸气2FeS2=2Fes+S2该反应为吸热反应，温度越高，对硫铁矿的热分解越有利。 随反应温度升高，其硫磺平衡蒸气压增大，说明高温对硫铁矿 的热分解有利。硫铁矿释放出硫磺后，开始形成多孔形的FeS。（2）生成的FeS
3、和单质硫与氧反应S + O2 SO2 T4FeS + 7Qf 2Fe2O3 + 4SO2 T3FeS + 5QF&04 + 3S6 T其硫铁矿焙烧总反应式为：4Fe + 11022 Fe2O3 + 8SO2 T 3Fe+802Fe3O4+6SO2 T此外，由于Fe2O3的催化作用，SO2可再氧化成SO3,高 温下盐类分解成金属氧化物，同时再生成各种硫酸盐的副反 应。焙烧阶段生成SO3是有害的，会给后续净化工序产生很多 问题。2 硫铁矿焙烧的焙烧速度硫铁矿焙烧是非均相反应，反应平衡常数很大，通常认为 可进行到底。所以生产中关键是反应速度决定了生产能力。在460560C范围为第一阶段，斜率大，活化
4、能大。温度 升高，反应速率增加很快。化学反应动力学控制。教学内容、方法和过程附 记提咼焙烧速率的途径：(1)提高操作温度。但不宜太高，温度太高会使炉内结疤，焙烧反而不能顺利进行。通常温度范围为950850C。(2)减小硫铁矿粒度。可以减小扩散阻力，增加接触面积，对第三阶段速度增加有利。(3)增加空气与矿粒的相对运动。(4)提咼入炉空气氧含量。3 沸腾焙烧焙烧炉已由固疋床型的块矿炉、机械炉发展成为流化床型的沸腾炉。沸腾焙烧炉的优点：(1)生产强度大。(2)硫的烧出率高。(3)传热系数高。(4)产生的炉气二氧化硫浓度高。(5)适用的原料范围广。(6)结构简单、维修方便。沸腾焙烧炉的不足：(1)炉尘
5、量大，炉尘占总烧渣的60%70%,除尘净化系统负荷大。(2)需将硫铁矿粉碎至较小粒度，需咼压鼓风机，动力消耗大。二、沸腾焙烧的工艺条件1 沸腾层温度沸腾层温度一般控制在850950C。影响温度的主要因素是投矿量、矿料的含硫量以及空气加入量。2炉气中二氧化硫的浓度空气加入量一定时，提高炉气中 SO2的浓度，可降低SO3的浓度，SO3浓度的降低对净化工序的正常操作和提高设备能此部分的内力是有利的容重点讲解，炉气中SO2浓度一般控制在10%14%为宜。控制空气过如何将工艺剩量可使炉气中SO2浓度保扌寺在一疋范围内。一条件控制较3 炉底压力适宜的范围教学内容、方法和过程炉底压力一般在8.811.8kP
6、a （表压）。、沸腾焙烧工艺流程图沸聘婚烧工艺at程1机I斗1 3K盘in斛#h 擁!険沪5竝風#U SSIJMH炉* 施网隐虫器匸见蘇尘署； B5!T机丨 IDHi尘忙斗 11jSffi*四、沸腾焙烧炉沸腾焙烧炉的炉体为钢壳，内衬面耐火砖。炉内空间分为 空气室、沸腾层、上部燃烧空间三部分。沸腾区耐火砖较厚。而上部耐火砖较薄，这是为了减小炉 内与钢壁的温度差，减小二氧化硫在壁上凝结，从而减小腐蚀。 沸腾焙烧的空气流速是重要因素。此流程较简 单，学生阅读 后，教师直接 讲解【小结】1 硫铁矿焙烧的基本原理。2 沸腾焙烧的工艺条件。3.沸腾焙烧的工艺流程及焙烧炉。【作业】P26 1-5【教学反思】
