,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,硫 酸 工 业,第一节接触法制硫酸,高三化学组 程克军,硫 酸 工 业 第一节接触法制硫酸高三化学组,1,硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志,硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志,2,硫酸的工业生产过程,SO,3,H,2,SO,4,SO,2,S,黄铁矿,FeS,2,2,接触氧化,3,三氧化硫的吸收,1 造气,硫酸的工业生产过程SO3H2SO4SO2S黄铁矿2 接触氧,3,1.造气,4FeS,2,+11O,2,=2Fe,2,O,3,+8SO,2,高温,S+,O,2,=SO,2,点燃,沸腾炉,设备：,1.造气4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO,4,空气,炉气,思考：,从沸腾炉出来的气体SO,2,是否纯净？为什么在下一步反应前“炉气”必须预先进行净化和干燥?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？,沸腾炉,空气 炉气思考：矿渣思考：焙烧黄铁矿的炉子为什么叫沸腾炉,5,1：矿石粉碎,增加与空气接触面积,增大反应速率,2：强大空气流,矿粒吹起,与空气接触充分,氧气充分,增大反应速率,矿石利用率高,矿石利用率高,1：矿石粉碎增加与空气接触面积增大反应速率2：强大空气流矿粒,6,除尘,洗涤,干燥,除去矿尘,除AsSe的化合物,除去水,防止催化,剂中毒,损坏设备,不利生产,炉气净化的目的,除尘洗涤干燥除去矿尘除AsSe的化合物除去水防止催化损坏设,7,2.接触氧化,2SO,2,+O,2,=2SO,3,V,2,O,5,加热,设备：,接触室,2.接触氧化2SO2+O2 =2SO3V2,8,思考：,适宜条件的选择,N,2,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？,温度,：,400至500,压强,：,常压,催化剂：五氧化二 矾（V,2,O,5,）,思考：适宜条件的选择N2接 触 室思考：,9,接触室生产条件的选择:,1：,过量空气,2：,400500,3：,常压,4：,V,2,O,5,作催化剂,加快反应速率,催化剂的活性,提高 SO,2,转化率,接触室生产条件的选择:1：过量空气2：4005003：常,10,接触室,沸腾炉,60,0,C,500,0,C,450,0,C,850,0,C,热交换器,催化剂,接触室沸腾炉600C5000C4500C8500C热交换器,11,气体热交换,气体热交换,12,3.三氧化硫的吸收,SO,3,+H,2,O=H,2,SO,4,设备：,吸收塔,3.三氧化硫的吸收SO3+H2O=H2SO4设备：吸,13,吸 收 塔,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？,吸 收 塔思考：吸收三氧化硫为什么不,14,接触室,沸腾炉,吸收塔,热交换,500,0,C,150,0,C,98.3%H,2,SO,4,尾气,接触室沸腾炉吸收塔热交换 5000C1500C98.3%H2,15,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,硫酸工业生产的流程沸 腾 炉接 触 室吸 收 塔净化冷 却尾,16,黄铁矿,空气,沸腾炉,燃烧,炉气,炉渣,净化后的炉气,接触室,催化氧化,SO,3,(SO,2,N,2,O,2,),98.3%浓硫酸,吸收塔,发烟硫酸,水或 稀硫酸,各种浓度的硫酸,黄铁矿空气沸腾炉燃烧炉气炉渣净化后的炉气接触室催化氧化SO3,17,4.尾气处理,(1)尾气的成分:SO,2,（少量）、O,2,、N,2,（2）尾气处理要经过两个过程：,一是进行第二次氧化；,二是将两次氧化后的气体加以净化,后回收处理。,4.尾气处理(1)尾气的成分:SO2（少量）、O2、N2（2,18,(1)纯碱法：,Na,2,CO,3,Na,2,CO,3,+SO,2,=Na,2,SO,3,+CO,2,(2)氨酸法：,NH,3,H,2,O H,2,SO,4,2NH,3,H,2,O+SO,2,=(NH,4,),2,SO,3,+H,2,O,(NH,4,),2,SO,3,+H,2,SO,4,=(NH,4,),2,SO,4,+SO,2,+H,2,O,(1)纯碱法：Na2CO3(2)氨酸法：NH3H2O,19,讨论,一、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学反应速率知识？,1、硫或黄铁矿在送入沸腾炉之前要经过粉碎。,2、从沸腾炉底部鼓入强大空气流。,3、二氧化硫的氧化过程中使用催化剂。,讨论一、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学反应速率知识？1,20,4、采用98.3,%,的浓硫酸吸收三氧化硫。,5、三氧化硫的吸收采用逆流原理。,6、在三氧化硫吸收中,吸收塔内填入了大量瓷环。,4、采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。5、三氧化硫的吸收采,21,二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学平衡知识？,1、经过净化、干燥的炉气中，氧气的含量相 对要多。,2、SO,2,、O,2,、SO,3,被冷却后，进一步在催化剂,表面反应。,3、二氧化硫的二次催化氧化。,4、选择适宜的反应温度。,5、选择适宜的反应压强。,二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学平衡知识？1、经过净,22,硫酸工业总结,工业制硫酸的主要内容,用三句话概括反应原理,写出三个主要反应,反应分为三个主要阶段,三种主要设备,三种主要杂质,三种净化方法,接触氧化的三个适宜条件,产生的“三废”,硫酸工业总结工业制硫酸的主要内容用三句话概括反应原理 写,23,1用三句话概括反应原理：,燃烧硫磺或黄铁矿石制取SO,2,；SO,2,在适当温度和催化剂作用下氧化成SO,3,；SO,3,与水化合生成H,2,SO,4,。,2三个主要反应：,4FeS,2,11O,2,2Fe,2,O,3,+8SO,2,；,高温,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,加 热,SO,3,H,2,OH,2,SO,4,1用三句话概括反应原理：2三个主要反应：高温2,24,3三个生产阶段：造气；接触氧化；SO,3,的吸收。,4三种设备：沸腾炉；接触室；吸收塔。,5三种杂质：矿尘；砷、硒等化合物；水蒸气,。,3三个生产阶段：造气；接触氧化；SO3的吸收,25,6三种净化方法：除尘；洗涤；干燥。,7接触氧化的三个适宜条件：常压；400500；V,2,O,5,为催化剂。,8三废：废气(主要为SO,2,)；废水(主要含硫酸)；废渣(含铁量较高)。,6三种净化方法：除尘；洗涤；干燥。7接触氧化的三个适宜,26,涉及硫酸工业的计算,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%的硫留在炉渣里且二氧化硫只有96%转化成三氧化硫）？,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,FeS,2,2SO,2,2SO,3,2H,2,SO,4,120 298,1t90%(1-1.5%),96,%,xt98%,x=1.42,一种物质的转化率（损失率）=该物质中某元素的转化率（损失率）,涉及硫酸工业的计算 燃烧1吨含二硫化亚铁90%,27,