1、,第一節(jié) 接觸法制硫酸,第五單元 硫酸工業(yè),怎樣制取硫酸？,H2SO4,SO3,SO2,S,FeS2,H2O,O2,O2,O2,因為硫磺做原料成本低，污染少，所以世界上主要用硫磺制硫酸，我國由于硫磺礦產(chǎn)資源較少，主要用黃鐵礦為原料，黃鐵礦的主要成分是 FeS2 （二硫化亞鐵）,接 觸 法 制 硫 酸,1 . 造氣,4FeS2 (s)+ 11O2(g) = 2Fe2O3(s) + 8SO2(g) H= 3412 KJ/mol,高溫,+2,-1,0,+3,-2,+4,-2,元素被氧化， 是還原劑； 元素被還原， 是氧化劑。 是氧化產(chǎn)物， 是還原產(chǎn)物。,鐵元素和硫,二硫化亞鐵,氧,三氧化二鐵和二氧化

2、硫,三氧化二鐵和二氧化硫,氧氣,44 e,接 觸 法 制 硫 酸,1 .造氣,高溫,主要反應：,主要設備：,思 考,使黃鐵礦充分燃燒的措施,產(chǎn)物叫什么？含有那些成分？為什么要凈化？,接 觸 法 制 硫 酸,1 .造氣,4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2,高溫,主要反應：,主要設備：,沸騰爐(看起來象沸騰的液體),思 考,使黃鐵礦充分燃燒的措施,將礦石粉碎成細小礦粒，這樣跟空氣接觸面積大，燃燒充分，燃燒快。,從爐底通入強大空氣流使礦粒與空氣接觸更充分，燃燒快，反應完全，提高原料的利用率。,產(chǎn)物叫什么？含有那些成分？為什么要凈化？,接 觸 法 制 硫 酸,1 . 造氣,4Fe

3、S2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2,高溫,主要反應：,主要設備：,沸騰爐,主 要 爐 產(chǎn) 氣 物,SO2 O2,水蒸氣,砷和硒的化合物,礦塵,使催化劑中毒,對設備和生產(chǎn)有不良影響,凈化措施：,除塵,洗滌,干燥,N2,：二氧化硫的制取和凈化,接 觸 法 制 硫 酸,2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫,主要反應：,反應特點：,1、可逆反應,3、放熱,4、需要催化劑,2、總體積縮小,接 觸 法 制 硫 酸,2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫,主要反應：,反應條件：,理論上：低溫、高壓、催化劑,不同溫度、壓強下SO2的平衡轉化率,壓強 MPa,轉化率%,溫度0C,400,1,99.7,接 觸

4、法 制 硫 酸,2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫,主要反應：,反應條件：,理論上：低溫、高壓、催化劑,V2O5催化劑,400-500,實際應用： 400-500、常壓、V2O5催化劑,接 觸 法 制 硫 酸,主要產(chǎn)物：,SO3、N2、SO2,熱交換器的工作原理,內(nèi)有許多平行的金屬管道或蛇管,二氧化硫與氧氣是在催化劑的表面上接觸時起反應的， 接觸室和接觸法的名稱由此而得。,反應后熱的SO3蒸汽在管內(nèi)自上而下流過,冷的SO2與O2混合氣體在管外由下而上流過,通過管壁進行熱交換,2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫,主要反應：,V2O5催化劑,400-500,：接觸氧化,主要設備：,接觸室 （轉化器）,接

5、觸 法 制 硫 酸,3 . 三氧化硫的吸收,主要反應：,主要設備：,吸收塔,SO3 (g)+ H2O(l) = H2SO4(l) H=-130.3KJ/mol,討 論, 工業(yè)上用什么吸收三氧化硫制取硫酸？, 為什么不用水或稀硫酸來吸收三氧化硫？,用 98. 3 % 的濃硫酸吸收三氧化硫,三氧化硫與水化合時，放出大量熱。如用水或稀硫酸 作吸收劑時，易形成酸霧，吸收速度減慢，不利于三氧化 硫的吸收。,接 觸 法 制 硫 酸,3 . 三氧化硫的吸收,討 論,為什么硫酸廠的尾氣不能直接排入大氣？,如何處理尾氣？,由于尾氣中含有二氧化硫，如直接排入大氣，會造成污染。,2NH3 + H2O + SO2 =

6、 (NH4)2SO3,用氨水吸收,(NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 +H2O + SO2,化肥,回收利用, 為使SO3充分吸收，生產(chǎn)中采取了那些措施？,為了增大SO3和濃硫酸的接觸面積，在吸收塔里填裝了大量的瓷環(huán)；吸收操作采用了逆流吸收，即濃硫酸從塔頂噴下，而SO3從塔低部通入。,接 觸 法 制 硫 酸 小 結,3 . 三氧化硫的吸收,三階段,1 . 造氣：二氧化硫的的制取和凈化,2 . 二氧化硫接觸氧化成三氧化硫,三方程,三設備 (三原理),高溫,V2O5,沸騰爐(充分燃燒的措施),接觸室(熱交換原理),吸收塔(逆流吸收),多 步 計 算,某硫酸廠用80 % FeS2 的黃鐵礦為原料制取硫酸，F(xiàn)eS2 的 利用率為90%，求用1000 t 黃鐵礦可制得98% 的濃硫酸多少噸？,高溫,V2O5,分析：,4FeS2,8SO2,8SO3,8H2SO4,FeS2,2H2SO4,得關系式：,多 步 計 算,某硫酸廠用80 % FeS2 的黃鐵礦為原料制取硫酸，F(xiàn)eS2 的 利用率為90 %，求用1000 t 黃鐵礦可制得98% 的濃硫酸多少噸？,解：設可制得98% 的濃硫酸的質(zhì)量為 x,FeS2,2H2SO4,120,1