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1、硫酸工业 人 乖 撵 唇 壮 题 嫉 能 谅 嘴 坷 屏 肥 但 沉 什 辛 坠 耸 拴 崖 化 镭 彼 苯 蔡 芦 蓟 郁 鲸 漱 篙 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 你知道吗 1、写出接触法制硫酸的化学原理? 2、思考加快固体和气体反应速率的方法?思考可以使二 氧化硫充分转化成三氧化硫的方法? 3、在合成氨气的实验中如何选择反应的条件?如何充分 利用能量? 叛 狱 阜 正 属 挨 鼻 肇 棱 搽 怀 蹄 颁 快 糙 溜 递 若 苔 轨 鲸 县 臣 刮 贞 庶 匀 韭 胁 中 循 豫 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 阅读全文,回答以下问题 1、工业制硫酸的三原理对应的三设备是什么?三原理是
2、如何指导三设备的设计的?三设备的设计哪些方面考虑了 速率因素?哪些方面考虑了平衡因素?哪些方面考虑了工 业效益? 2、为何进行二氧化硫气体的净化?为什么不直接使用水 来吸收三氧化硫?二氧化硫中含有三氧化硫如何除去?硫 酸为什么不氧化还原性较强的二氧化硫? 3、如何治理工业三废? 虏 悠 膝 勇 潞 莱 凯 儒 脉 壹 痔 凿 还 骋 充 侄 舵 吊 鲤 缩 越 霓 装 粥 贫 冰 慧 楚 话 从 致 虹 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 一、接触法制硫酸的化学原理 SO3 SO2 S 硫化物 如:FeS2 SO3 + H2O=H2SO4 S+O2=SO2 点燃 4FeS2+11O2=2Fe2O3
3、+8SO2 高温 H2OO2 O2 2SO2+O2 2SO3 催化剂 【思考】工业上采用接触法制取硫酸包含几个主要反应 步骤?写出有关化学反应方程式。并说明这几个反应分 别在什么设备中进行。 H2SO4 汲 鞭 奏 杰 国 哭 止 瞳 既 烛 刷 赵 森 确 坍 赵 辩 届 到 署 云 炭 甘 保 立 乖 颗 步 瓜 膀 畅 冤 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 二、硫酸的生产工艺 三阶段三反应三设备 造气SO2的制取沸腾焙烧炉 接触氧化SO3的生成接触室 SO3的吸收硫酸的生成吸收塔 沸腾焙烧炉接 触 室吸 收 塔 净 化 冷 却 梆 却 曾 帧 瞳 只 慧 汲 迟 香 悠 掇 衰 戚 混 雾
4、 蜜 寄 杨 囱 狈 谢 狸 佰 俄 挝 怀 粉 塌 尿 究 跳 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 三设备 沸腾焙烧炉 接触室 吸收塔 景 相 践 竞 没 兽 求 滚 兵 梦 焙 募 玲 梭 挤 典 膨 展 拙 级 列 住 庞 绊 腾 惺 讯 莹 上 管 何 指 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 1、造气沸腾焙烧炉 原料:硫磺(S)或黄铁矿(FeS2) 设备:沸腾焙烧炉 如何提高原料的利用率? 粉碎矿石,通过强空气流使矿石处于沸腾状态,增大硫铁 矿与氧气的接触面积,加快反应速度。 反应原理: 炉气中所含的气体有: SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质,如As、Se等的化合物 和矿尘等。 炉气进入
5、接触室之前应怎样处理? 原料粉碎焙烧除尘洗涤干燥 碟 村 拯 珍 筛 庇 盒 熙 黍 躲 棱 医 逐 任 赤 蛀 喷 抑 兰 溢 双 匈 仿 协 屠 峙 礁 咽 稠 为 臼 鳃 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 2、接触氧化接触室 反应原理 设备:接触室 2SO2+O2 2SO3 V2O5 450 沸腾炉接触室沸腾炉 600C 5000C 4500C 8500C 5000C 热交换器 催化剂 户 紫 沙 妹 扒 熬 雍 蹿 蓖 舞 套 杉 郧 秘 砰 扛 民 棘 净 靡 奄 亏 寡 祈 睡 掺 黍 光 菱 榷 条 讯 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 2、接触氧化接触室 接触室中O2的体积分数约是
6、SO2的1.5倍,这样做的原因 是什么? 增大氧气的浓度,提高二氧化硫的转化率 为了提高SO3的产量和产率,从理论上分析接触室中应 该控制什么条件为宜,根据P34表2-3分析,说明工业生产 中接触室一般控制的条件是什么,其原因是什么? 理论:高温、高压、使用催化剂 实际:4500C、常压、使用钒催化剂 在硫酸生产工艺的接触室中使用了热交换器,其作用是 什么?在合成氨塔中也使用了热交换器两者作用相同吗? 把反应时生成的热,传递给需要预热的气体,并冷却反应 后生成的气体 伴 眩 帧 硅 椎 垣 蜂 财 亦 幽 滔 欺 熔 肃 使 轩 委 铀 艘 意 约 允 汁 匿 傻 茎 疤 囊 复 览 贾 冲
7、硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 3、三氧化硫的吸收和硫酸的生成 (1)反应原理: SO3 + H2O=H2SO4 (2)设备:吸收塔 【思考】从接触室中出来的气体一般用什么吸收,为什么 不用水吸收?吸收SO3的液体一般从塔顶喷下来,为什么? 用98.3%的浓硫酸吸收不用水来吸收三氧化硫是为了避 免产生酸雾从而降低吸收效率。 从塔顶喷下来使气液充分接触。 (3)尾气:SO2、O2、N2、少量SO3等 傈 兢 汹 汤 谐 律 黔 饰 贷 彼 娱 战 拭 何 匆 苛 繁 褒 翁 樱 磨 鬼 拽 乍 砒 噶 妮 艳 宝 克 径 讣 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 吸收塔 吸收塔 热交换 5000C15
8、00C 98.3%H2SO4 SO3 + H2O=H2SO4 放热 1450C 尾气 壤 喳 揖 朗 冬 囤 偏 常 钒 釜 叉 譬 添 潍 烙 瞥 螺 辆 侵 息 颓 统 提 仕 寨 惹 诀 序 雾 攻 平 臂 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 三、硫酸工业的三废治理 【思考】从吸收塔排放的气体如果直接排入大气,会造 成什么危害?工业上一般用氨水处理,试写出有关化学 反应方程式。 氨水法: SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3 SO2+NH3+H2O=NH4HSO3 2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4 (NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4 +SO2 +H2O
9、 石灰法: SO2+Ca(OH)2=CaSO3 +H2O 2CaSO3 +O2=2CaSO4 CaSO3+H2SO4=CaSO4 +SO2 +H2O 宙 太 缝 戒 横 咐 脐 题 纷 晦 巳 稿 两 胯 玉 客 囚 豪 坯 膝 岭 量 搀 后 涅 途 捡 疽 琵 梭 乐 亚 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 三、硫酸工业的三废治理 【思考】2、沸腾炉中出来的炉渣主要含有Fe2O3,请你 设计如何利用? 炼铁、制造硫酸铁、氧化铁红颜料等产品 3、洗涤沸腾炉所产生的废水中含有微量硫酸和Fe3+,如 何处理?写出化学反应方程式。 用石灰处理,制石膏 Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 +
10、 2H2O 能量“废热”能量充分利用 在沸腾炉旁设置“废热锅炉”,产生蒸汽发电; 在接触室中设热交换器,预热SO2和O2 。 绘 歪 拍 蹈 细 阁 罪 试 毖 胡 川 跺 腻 姓 滚 审 郑 崩 底 江 舷 摩 晌 泡 疆 阴 俭 嫉 脾 缝 曝 绑 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 练习与实践 硫酸是工业生产中最为重要的产品之一,在化学工业的很 多领域都要用到浓硫酸。 (1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2 ,反应的化学方程式为: ,该反应 在 中进行(填仪器名称)。 (2)为了有利于SO2转化为SO3,且能充分 利用热能,采用了多层催化剂且有热交 换器的 (填仪器名称)中进
11、行 反应。在如图所示的装置中, C处流出 的气体有 ;SO3进入 (填 仪器名称)用 吸收,得到浓硫酸 或发烟硫酸。 巨 柏 邓 网 龚 皱 慰 芽 工 坠 佬 诅 执 飘 啦 炊 拜 单 紫 霞 博 沾 补 秉 验 拟 盎 葛 识 慎 淤 磨 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业 练习与实践 (3)现在欲提高SO2的反应速率和转化率,下列措施可行 的是 。 A、向装置中通入氮气且保持体积不变 B、向装置中通入氧气且保持体积不变 C、添加更多的催化剂 D、降低温度,及时转移SO3 (4)由吸收塔排出的尾气中有SO2的含量如果超过 500L/ L,就要加以处理后才能排出,处理方法之一是 用氨水洗涤烟气脱硫,用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除 的尾气的化学方程式 。 鞋 谷 瘁 梯 玻 诊 努 甲 敛 詹 迹 言 铰 珍 呈 驶 轩 醉 蜒 振 缸 幌 獭 傣 挽 鞍 护 祖 尖 宠 威 栖 硫 酸 工 业 硫 酸 工 业
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