-硫酸工业用途

1、用硫燃烧生成二氧化硫，这固然是一用硫燃烧生成二氧化硫，这固然是一种方法，但根据种方法，但根据我国我国资源情况，实际资源情况，实际生产中通常用生产中通常用燃烧黄铁矿燃烧黄铁矿的方法来制的方法来制取二氧化硫，二氧化硫转化为三氧化取二氧化硫，二氧化硫转化为三氧化硫，是在接触室内进行的，因此，称硫，是在接触室内进行的，因此，称为接触法制硫酸。为接触法制硫酸。 硫酸有那么多用途，工业上是如何生硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论生产硫酸的原理。化物知识，讨论生产硫酸的原理。 第一节第一节 接触法制硫酸接触法制硫酸 接触法制

2、硫酸分三个阶段，第一阶段是二氧化接触法制硫酸分三个阶段，第一阶段是二氧化硫的制取和净化，第二阶段是二氧化硫氧化成三氧硫的制取和净化，第二阶段是二氧化硫氧化成三氧化硫，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成化硫，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成. 4FeS2 +11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 高高 温温氧化剂：氧化剂：还原剂：还原剂：氧化产物：氧化产物：还原产物：还原产物：O2FeS2Fe2O3 、SO2Fe2O3 、SO2如果有如果有4摩尔的摩尔的FeS2参加反应，电子转移为参加反应，电子转移为 摩尔。摩尔。44一、硫酸工业生产的原理一、硫酸工业生产的原理第一步：造气第一步：造气4F

3、eS2 +11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 高高 温温一、硫酸工业生产的原理一、硫酸工业生产的原理SO3 + H2O H2SO4第一步：造气第一步：造气第二步：接触氧化第二步：接触氧化第三步：三氧化硫的吸收第三步：三氧化硫的吸收沸腾炉沸腾炉接触室接触室吸收塔吸收塔2SO2 + O2 2SO3催化剂催化剂加加 热热S + O2 SO2 点燃点燃空气空气 炉气炉气矿渣矿渣1、造气、造气主要设备：主要设备：沸沸 腾腾 炉炉二、硫酸工业生产的流程二、硫酸工业生产的流程主要反应：主要反应：4FeS2 +11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 高高 温温思考：思考：焙烧黄铁矿的炉子为焙烧黄铁矿的炉子

4、为什么叫沸腾炉？黄铁矿为什什么叫沸腾炉？黄铁矿为什么要粉碎？为什么通入强大么要粉碎？为什么通入强大的空气流？燃烧黄铁矿为什的空气流？燃烧黄铁矿为什么不要多加燃料？么不要多加燃料？扩大反应物的接触面扩大反应物的接触面，通入强大的空气流，通入强大的空气流可以加快反应，提高可以加快反应，提高原料利用率，这种方原料利用率，这种方法常用于工业生产中法常用于工业生产中,黄铁矿燃烧反应是黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料铁矿不需要多加燃料 。空气空气 炉气炉气矿渣矿渣1、造气、造气主要设备：主要设备：沸沸 腾腾 炉炉二、硫酸工业生产的流程二、硫酸工业生产的流程主要反应：主

5、要反应：4FeS2 +11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 高高 温温思考：思考：炉气的炉气的主要成主要成分是分是什什么？为么？为什么对什么对炉气进炉气进行净化行净化和干燥和干燥处理？处理？炉气的主要成分是炉气的主要成分是SO2、O2、N2、H2O（g）以及一以及一些杂质，如砷、些杂质，如砷、硒等的化合物和硒等的化合物和矿尘等。矿尘等。（1）杂质和矿尘）杂质和矿尘都会使催化剂中毒都会使催化剂中毒（2）水蒸气对设）水蒸气对设备和生产有不良影备和生产有不良影响响讨论、讨论、 SO2转化成转化成SO3的反应特点是什么？第二的反应特点是什么？第二生产阶段的反应条件是什么？为什么采用这个条件呢？生产阶

6、段的反应条件是什么？为什么采用这个条件呢？ 反应条件：反应条件：反应特点：可逆反应；正反应为放热的、反应特点：可逆反应；正反应为放热的、气体体积缩小的反应气体体积缩小的反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g);H=- 196.6kJ/mol催化剂催化剂高温高温高压、高压、 催化剂催化剂400-500、催化剂：五氧化二矾（V2O5）温度： 400至500摄氏度压强： 常压N2接接 触触 室室思考：思考：接触室中热交换器的作用接触室中热交换器的作用?从从接触室出来的气体成分是什么？接触室出来的气体成分是什么？2、接触氧化接触氧化 主要设备：主要设备：接触室接触室主要反应：主要反应：2SO

7、2 + O2 2SO3催化剂催化剂加加 热热热交换原理：热交换原理：热交换气中冷热气体热交换气中冷热气体的流向是相反的，冷的气体的流向是相反的，冷的气体（SO2、O2、N2）被预热，而热的气体被预热，而热的气体（SO3、 SO2、O2、N2）被冷却，这种方式能被冷却，这种方式能够节约能源，在工业生产中广泛采够节约能源，在工业生产中广泛采用。用。二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应是可逆反应，因此从接触室出来应是可逆反应，因此从接触室出来的气体为的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气气和氮气的混合气。的混合气。3、SO3的的吸收吸收 主要设备：主要

8、设备：吸收塔吸收塔主要反应：主要反应：SO3 + H2O H2SO4吸吸 收收 塔塔思考：思考：吸收三氧化硫为什么不用水吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫酸，而用和稀硫酸，而用98.3%的浓硫酸？的浓硫酸？浓硫酸为什么必须从塔顶喷下？浓硫酸为什么必须从塔顶喷下？逆流原理：逆流原理：三氧化硫与水反应，三氧化硫与水反应，放出大量的热，用水或稀硫酸吸放出大量的热，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于气体三氧化硫被进一形成不利于气体三氧化硫被进一步吸收，吸收速度慢，且吸收不步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全，完全，98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，的浓硫酸从塔顶淋下，

9、气体由下往上，流向相反，充分气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全，接触，吸收更完全，由此看来工由此看来工业生产上特别重视生产的速度及业生产上特别重视生产的速度及原料的利用率。原料的利用率。二、硫酸工业生产的流程二、硫酸工业生产的流程沸沸 腾腾 炉炉接接 触触 室室吸吸 收收 塔塔净净化化冷冷 却却尾尾气气 空气空气讨论讨论一、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了一、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学反应速率知识？化学反应速率知识？1、硫磺或黄铁矿在送入沸腾炉之前要经过粉碎。、硫磺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。、从沸腾炉底部鼓入强大空气流。3、二氧化硫

10、的氧化过程中使用催化剂。、二氧化硫的氧化过程中使用催化剂。4、采用、采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。的浓硫酸吸收三氧化硫。5、三氧化硫的吸收采用逆流原理、三氧化硫的吸收采用逆流原理。6、在吸收塔中填入了大量瓷环。、在吸收塔中填入了大量瓷环。二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学平衡知识？学平衡知识？1、经过净化、干燥的炉气中，氧气、经过净化、干燥的炉气中，氧气的含量相对要多。的含量相对要多。2、选择适宜的反应温度。、选择适宜的反应温度。3、选择适宜的反应压强。、选择适宜的反应压强。在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说在硫酸的工业制法中，下列生产操作与

11、说明生产操作的主要原因明生产操作的主要原因 两者都正确的是：两者都正确的是： A、硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的硫、硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的硫铁矿不能沸腾燃烧铁矿不能沸腾燃烧 B、从沸腾炉出来的气体需要净化，因为炉、从沸腾炉出来的气体需要净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应气中二氧化硫会与杂质反应 C、二氧化硫氧化成三氧化硫进需要使用、二氧化硫氧化成三氧化硫进需要使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率 D、三氧化硫用、三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使三氧化硫吸收完全是防止形成酸雾，以便使三氧化硫吸收完全D

12、1用三句话概括反应原理：用三句话概括反应原理： 燃烧硫磺或黄铁矿石制取燃烧硫磺或黄铁矿石制取SO2；SO2在适当温度和催在适当温度和催化剂作用下氧化成化剂作用下氧化成SO3；SO3与水化合生成与水化合生成H2SO4。2三个主要反应：三个主要反应：4FeS2(s)11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)；H=-3412 kJ/mol2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)；H-196.6 kJ/mol；SO3(g)H2O(l)H2SO4(l)；H=- 130.3 kJ/mol。3 3三个生产阶段：造气；接触氧化；三个生产阶段：造气；接触氧化；SOSO3 3的吸收。的吸收。 4 4三种设备

13、：沸腾炉；接触室；吸收塔。三种设备：沸腾炉；接触室；吸收塔。 5 5三种杂质：矿尘；砷、硒等化合物；水蒸气。三种杂质：矿尘；砷、硒等化合物；水蒸气。 硫酸工业总结硫酸工业总结三原料：三原料：黄铁矿，空气，水黄铁矿，空气，水6三种净化方法：洗涤；除尘；干燥。三种净化方法：洗涤；除尘；干燥。 7 7接触氧化的三个适宜条件：压强用常压；温接触氧化的三个适宜条件：压强用常压；温度为度为400400500500；催化剂主要为；催化剂主要为V V2 2O O5 5。 8三废：废气三废：废气(主要为主要为SO2)；废水；废水(主要含硫酸主要含硫酸)；废渣废渣(含铁量较高含铁量较高)。三阶段三阶段造气造气接触氧化接触氧化SO3的吸收的吸收三原料三原料三反应三反应（均放热）（均放热）4FeS2 +