4.3 (1)硫酸的工业.doc

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1、4.3 (1)硫酸的工业本文由davidli7913贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 如何将硫单质转化为硫酸？ 如何将硫单质转化为硫酸？ S FeS2 SO2 H2SO4 SO3 曹杨中学 liliji 沸腾炉的原料准备 增大反应速率 1：矿石粉碎 ： 增加与空气接触面积 矿石利用率高 矿粒 吹起 2：强大空气流 ： 氧气充分 与空气接 触充分 增大反 应速率 矿石利 用率高 沸腾炉的反应 黄铁矿 （FeS2) 燃烧 矿渣 （Fe2O3) 空气 （ O 2 N 2等 ） 炉气 （SO2,N2,O2,H2O等） 等 炉气净化及目的 除尘

2、洗涤 干燥 除去矿尘 防止催化 剂中毒 损坏设备 除去As,Se化合物 As,Se 除去水 不利生产 炉气的净化和接触室的反应 净 炉 气 杂质） （SO2 H2O N2 O2杂质） 化 后 的 炉 气 SO2 SO3 N2 O2 热交换器 接触室 （SO2 N2 O2） 接触室生产条件 1：过量的空气 ： 提高 SO2转化率 加快反应速率 2：400500度 ： 度 3：常压 ： 4：V2O5作催化剂 ： 催化剂的活性 SO3的吸收和硫酸的生成 SO3 ,N2 ,O2 ,SO2 吸收塔 尾气 （SO2,O2,N2) SO3的硫酸溶液 加水或稀硫酸 发烟硫酸 各种浓度的硫酸 燃烧 黄铁矿 空气

3、 炉渣 沸腾炉 炉气 净化后 的炉气 接触室 98.3%浓硫酸 浓硫酸 SO3(SO2,N2,O2) 吸收塔 发烟硫酸 水或稀硫酸 催化氧化 各种浓度的硫酸 质量分数为65%的硫铁矿石 含FeS2质量分数为 的硫铁矿石 在煅烧的时候，有质量分数为1.8% 在煅烧的时候，有质量分数为 的硫受到损失而混入炉渣， 的硫受到损失而混入炉渣，由这种 硫铁矿2t可以制得溶质质量分数为 硫铁矿 可以制得溶质质量分数为 98%的硫酸多少吨？ 的硫酸多少吨？ 的硫酸多少吨 FeS2 120 2H2SO4 196 X?98% 2t?65%(100%-1.8%) 燃烧1t含硫质量分数为 燃烧 含硫质量分数为48%的

4、硫铁 含硫质量分数为 的硫铁 矿，在理论上能产生多少吨溶质质 量分数为98%的硫酸（设还有质量 的硫酸（ 量分数为 的硫酸 分数为1.5%的硫留在炉渣里）？ 的硫留在炉渣里）？ 分数为 的硫留在炉渣里 S 32 H2SO4 98 X?98% 1t?48%(100%-1.5%) 环 境 污 染： 大气污染 水污染 土壤污染 食品污染 固体废弃外物污染 放射性污染 噪声污染 1本文由davidli7913贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第一课时 曹杨中学 李立纪 2011.2 国内硫酸工业发展概况 硫酸工业生产已有230多年历史，我国 多

5、年历史， 硫酸工业生产已有 多年历史 硫酸工业始于1867年。到2003年，我国硫 硫酸工业始于 年 年 酸产量达到 达到3371.2万t，比上年增产 酸产量达到 万 ，比上年增产320万t， 万， 增长10.5%，摆脱了长期以来位居次席的 增长 ， 地位，超越美国的3050万3100万t。 地位，超越美国的 万 万。 2005年12月总产量为 年 月总产量为 月总产量为669.4万吨，比2004年同 万吨， 万吨 年同 期564.9万吨增长 万吨增长18.5。预计2005年硫酸产量 。预计 年硫酸产量 万吨增长 。预计 可超过4400万吨，同比增长 万吨， 可超过 万吨 同比增长10.1%；

6、其中硫磺 ； 制酸2000万吨，同比增长 万吨， 制酸 万吨 同比增长23.2%；冶炼烟气制 ； 万吨， 酸900万吨，同比增长 万吨 同比增长4.7%；硫铁矿制酸 ；硫铁矿制酸1450 万吨，同比增长1.4% 。 万吨，同比增长 如何将单质硫转化为硫酸 S FeS2 SO2 H2SO4 SO3 一、硫酸的工业制法接触法制硫酸 硫酸的工业制法 接触法制硫酸 （一）原料 （三种） 三种） 1、硫铁矿 2、空气 3、水 、 、 、 （二）化学反应原理（3个反应） 化学反应原理（ 个反应） 1、燃烧硫铁矿制备二氧化硫 、 煅烧 硫铁矿 FeS2 4FeS2 + 11O2 2 Fe2O3 + 8SO2

7、 2、二氧化硫的催化氧化 、 2 SO2 + O2 V2O5 高温 2SO3 3、三氧化硫的吸收及硫酸的生成 、 SO3+H2O H2SO4 （三）生产设备（3个设备） 生产设备（ 个设备） 1、沸腾炉 2、接触室 3、吸收塔 、 、 、 （四）二氧化硫的净化（三步） 二氧化硫的净化（三步） 1、 1、除尘 2、洗涤 3、干燥 、 、 （五）工业生产原理（三个） 工业生产原理（三个） 1、充分接触原理 、 2、热交换原理 、 3、逆流吸收原理 、 二、生产过程简介 （一）沸腾炉的原料准备 1：矿石粉碎 增加与空气接触面积 增大反应速率 矿石利用率高 吹起 矿粒 2：强大空气流 ： 氧气充分 与

8、空气充 分接触 增大反 应速率 矿石利 用率高 （二）沸腾炉中的反应 需要净 化吗？ 化吗？ 炉气 （SO2,N2,O2,H2O等） 硫铁矿（ 硫铁矿（FeS2) 空气（ 空气（O2 N2等） 燃烧 矿渣（ 矿渣（Fe2O3) 沸腾炉 煅烧 反应原理： 反应原理： 4FeS2 + 11O2 2 Fe2O3 + 8SO2 （三）炉气净化及目的 除尘 洗涤 干燥 除去矿尘 除去As,Se等化合物 除去As,Se等化合物 防止催化 剂中毒 保护设备 不被损坏 有利生产 除去水 （四）净化炉气在接触室里的反应 净 化 炉 气 净化 高 温 SO2、O2 后 的 炉 气 SO3、O2 、 SO2、 N2

9、 （SO2 、H2O、 、 （ 、 、 N2、O2、杂质） SO2、 N2、 O2） 杂质） 原理：2 SO2 + O2 原理 V2O5 高温 接触室 热交换器 2SO3 +3309.2KJ 接触室生产条件 1：过量的空气 ： 提高 SO2转化率 2：400500度 ： 度 3：常压 ： 4：V2O5作催化剂 ： 加快反应速率 催化剂的活性 （五）SO3的吸收和硫酸的生成 尾气 （SO2,O2,N2) 如何处理 尾气？ 尾气？ SO3 ,N2 ,O2 ,SO2 吸收塔 加水或 稀硫酸 发烟硫酸 各种浓度的硫酸 （六）尾气的处理 工业上用氨水来吸收。 工业上用氨水来吸收。 原理： 原理：SO2+

10、NH3H2O （NH4）2SO3+SO2+H2O NH4HSO3+H2SO4 （NH4）2SO4+SO2 +H2O 问：这样做的目的是什么？ 这样做的目的是什么？ （NH4）2SO3 2NH4HSO3 目的： 、充分利用SO 目的：1、充分利用 2 2、防止 2、SO3污染环境 、防止SO 近年来，我国采取， 二转、二吸”工艺， 近年来，我国采取，“二转、二吸”工艺， 可使二氧化硫的总转化率达到99.99% 99.99%。 可使二氧化硫的总转化率达到99.99%。最终尾 气中少量二氧化硫，经氨水吸收后再排放， 气中少量二氧化硫，经氨水吸收后再排放，达 到国家排放标准，保护了环境。 到国家排放标

11、准，保护了环境。 常见环境污染： 常见环境污染： 大气污染、水污染、 大气污染、水污染、 食品污染、土壤污染、放射性污染、 食品污染、土壤污染、放射性污染、 固体废弃外物污染、噪声污染。 固体废弃外物污染、噪声污染。 课堂小结： 课堂小结： 燃烧 沸腾炉 黄铁矿 空气 炉气 炉渣 98.3%浓硫酸 浓硫酸 净化后 的炉气 接触室 SO3(SO2,N2,O2) 吸收塔 发烟硫酸 水或稀硫酸 催化氧化 各种浓度的硫酸 三、有关硫酸工业生产的化学计算 例1：燃烧 硫，在理论上能生产多少吨 ：燃烧1t硫 溶质质量分数为98%的浓硫酸（假设还 的浓硫酸（ 溶质质量分数为 的浓硫酸 有质量分数为1.5%的

12、硫损失）？ 的硫损失）？ 有质量分数为 的硫损失 的硫酸。 解：设理论上可制得x吨98%的硫酸。 设理论上可制得 吨 的硫酸 S 32t 1t?(100%-1.5%) H2SO4 98t Xt?98% 三、有关硫酸工业生产的化学计算 质量分数为65%的硫铁矿石 的硫铁矿石1 例2：含FeS2质量分数为 ： 的硫铁矿石 经过燃烧、氧化、 吨，经过燃烧、氧化、吸收可以制得溶质质 量分数为98%的硫酸多少吨？ 的硫酸多少吨？ 量分数为 的硫酸多少吨 的硫酸。 解：设理论上可制得x吨98%的硫酸。 设理论上可制得 吨 的硫酸 FeS2 1mol 110665% 120 mol 2S 2mol 1106

13、65% 120 2H2SO4 196g X?10698%g 2mol 反馈练习： 反馈练习： 1、在硫酸工业生产中，为了 、在硫酸工业生产中， 有利于二氧化硫的转化， 有利于二氧化硫的转化，且能 够充分利用热能， 够充分利用热能，采用了中间 有热交换器的接触室（右图）， 有热交换器的接触室（右图）， 按此密闭体系中气体的流向， 按此密闭体系中气体的流向， 则在A处流出的气体有 则在 处流出的气体有 A、二氧化硫 、 C、二氧化硫和氧气 、 ( C ) B、三氧化硫和氧气 、 D、二氧化硫和三氧化硫 、 2、导致下列现象的主要原因与排放 、 D 二氧化硫有关的是 （ ） A、温室效应 B、光化学烟雾 、 、 C、臭氧空洞 D、酸雨 、 、 沸腾炉 高温 SO2、O2 SO3、SO2、O2 接触室 热交换器 吸收塔 燃烧 黄铁矿 空气 炉渣 沸腾炉 炉气 净化后 的炉气 接触室 98.3%浓硫酸 浓硫酸 SO3(SO2,N2,O2) 吸收塔 发烟硫酸 水或稀硫酸 催化氧化 各种浓度的硫酸 质量分数为65%的硫铁