硫酸的工业

曹杨中学高一化学备课组2006.2.27如何将单质硫转化为硫酸SH2SO4SO2SO3FeS2国内硫酸工业发展概况硫酸工业生产已有230多年历史，我国硫酸工业始于1867年。到2003年，我国硫酸产量达到3371.2万t，比上年增产320万t，增长10.5%，摆脱了长期以来位居次席的地位，超越美国的3050万～3100万t。2005年1～2月总产量为669.4万吨，比2004年同期564.9万吨增长18.5％。预计2005年硫酸产量可超过4400万吨，同比增长10.1%；其中硫磺制酸2000万吨，同比增长23.2%；冶炼烟气制酸900万吨，同比增长4.7%；硫铁矿制酸1450万吨，同比增长1.4%。阅读课本P:102~106，并思考如下问题：1、为什么要粉碎矿石？为什么要从炉底通入强的热空气流？2、为什么进入接触室的混合气体必须先进行净化处理？3、为了充分利用能量，运用了何种设备？4、整个生产有哪几个主要设备？5、为什么要用98.3%的浓硫酸吸收SO3，而不用水直接吸收？6、为了防止空气污染，工厂对尾气如何处理？一、硫酸的工业制法-----接触法制硫酸（一）原料（三种）1、燃烧硫铁矿制备二氧化硫4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2煅烧2、二氧化硫的催化氧化3、三氧化硫的吸收及硫酸的生成SO3+H2OH2SO4（二）化学反应原理（3个反应）1、硫铁矿2、空气3、水硫铁矿FeS22SO2+O22SO3V2O5400~500°C（三）生产设备（3个设备）（四）二氧化硫的净化（三步）2、洗涤3、吸收塔2、接触室1、除尘1、沸腾炉3、干燥3、逆流吸收原理（五）工业生产原理（三个）1、充分接触原理2、热交换原理1：矿石粉碎增加与空气接触面积增大反应速率2：强大空气流吹起矿粒与空气充分接触氧气充分增大反应速率矿石利用率高（一）沸腾炉的原料准备矿石利用率高二、生产过程简介硫铁矿（FeS2)空气（O2N2等）矿渣（Fe2O3)炉气（SO2,N2,O2,H2O等）（二）沸腾炉中的反应沸腾炉反应原理：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2煅烧燃烧需要净化吗？除尘洗涤干燥除去矿尘除去As,Se等化合物除去水防止催化剂中毒损坏设备不利生产（三）炉气净化及目的热交换器接触室SO3、O2SO2、N2高温SO2、O2（SO2、H2O、N2、O2、杂质）（四）净化炉气在接触室里的反应净化后的炉气炉气（SO2、N2、O2）原理：2SO2+O22SO3+3309.2KJV2O5400~500°C净化接触室生产条件1：过量的空气——提高SO2转化率2：400~500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SO3,N2,O2,SO2发烟硫酸尾气（SO2,O2,N2)加水或稀硫酸各种浓度的硫酸如何处理尾气？吸收塔（六）尾气的处理工业上用氨水来吸收。原理：SO2+NH3·H2O（NH4）2SO3（NH4）2SO3+SO2+H202NH4HSO3NH4HSO3+H2SO4（NH4）2SO4+SO2+H2O问：这样做的目的是什么？目的：1、充分利用SO22、防止SO2、SO3污染环境近年来，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%。最终尾气中少量二氧化硫，经氨水吸收后再排放，达到国家排放标准，保护了环境。常见环境污染：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(SO2,N2,O2)98.3%浓硫酸吸收塔发烟硫酸水或稀硫酸各种浓度的硫酸课堂小结：例1：燃烧1t硫，在理论上能生产多少吨溶质质量分数为98%的浓硫酸（假设还有质量分数为1.5%的硫损失）？SH2SO432t98t1t•(100%-1.5%)Xt•98%解：设理论上可制得x吨98%的硫酸。一、有关硫酸工业生产的化学计算燃烧1t含硫质量分数为48%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（设还有质量分数为1.5%的硫留在炉渣里）？?SH2SO432981t•48%(100%-1.5%)X•98%例2：含FeS2质量分数为65%的硫铁矿石1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？FeS22H2SO4196tX•98%t一、有关硫酸工业生产的化学计算1mol1201×106×65%mol2mol~2S1201×106×65%×2mol解：设理论上可制得x吨98%的硫酸。含FeS2质量分数为65%的硫铁矿石在煅烧的时候，有质量分数为1.8%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98%的硫酸多少吨？?FeS22H2SO41201962t•65%(100%-1.8%)X•98%反馈练习：C1、在硫酸工业生产中，为了有利于二氧化硫的转化，且能够充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（右图），按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体有A、二氧化硫B、三氧化硫和氧气C、二氧化硫和氧气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D沸腾炉热交换器接触室SO3、SO2、O2高温SO2、O2吸收塔作业：1、预习§5.4硫酸2、完成同步课课练P79~80A、B卷