-硫酸工业用途.ppt

* 用硫燃烧生成二氧化硫，这固然是一种方法，但根据我国资源情况，实际生产中通常用燃烧黄铁矿的方法来制取二氧化硫，二氧化硫转化为三氧化硫，是在接触室内进行的，因此，称为接触法制硫酸。 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化物知识，讨论生产硫酸的原理。 第一节 接触法制硫酸 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 温 氧化剂： 还原剂： 氧化产物： 还原产物： O2 FeS2 Fe2O3 、SO2 Fe2O3 、SO2 如果有4摩尔的FeS2参加反应，电子转移为 摩尔。 44 一、硫酸工业生产的原理 第一步：造气 4FeS2 +11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 高 温 一、硫酸工业生产的原理 SO3 + H2O H2SO4 第一步：造气 第二步：接触氧化 第三步：三氧化硫的吸收 沸腾炉 接触室 吸收塔 2SO2 + O2 2SO3 催化剂 加 热 S + O2 SO2 点燃 空气 炉气 矿渣 1、造气 主要设备：沸 腾 炉 二、硫酸工业生产的流程 主要反应： 4FeS2 +11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 高 温 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？ 扩大反应物的接触面，通入强大的空气流可以加快反应，提高原料利用率，这种方法常用于工业生产中,黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料 。 空气 炉气 矿渣 1、造气 主要设备：沸 腾 炉 二、硫酸工业生产的流程 主要反应： 4FeS2 +11 O2 2Fe2O3 + 8SO2 高 温 思考： 炉气的主要成分是什么？为什么对炉气进行净化和干燥处理？ 炉气的主要成分是SO2、O2、N2、H2O（g）以及一些杂质，如砷、硒等的化合物和矿尘等。 （1）杂质和矿尘都会使催化剂中毒 （2）水蒸气对设备和生产有不良影响 讨论１、 SO2转化成SO3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？ 反应条件： 反应特点：可逆反应；正反应为放热的、气体体积缩小的反应 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g); △H=-?196.6kJ/mol 催化剂 高温 高压、 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 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？ 2、接触氧化 主要设备：接触室 主要反应： 2SO2 + O2 2SO3 催化剂 加 热 热交换原理：热交换气中冷热气体的流向是相反的，冷的气体（SO2、O2、N2）被预热，而热的气体（SO3、 SO2、O2、N2）被冷却，这种方式能够节约能源，在工业生产中广泛采用。 二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应是可逆反应，因此从接触室出来的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气的混合气。 3、SO3的吸收 主要设备：吸收塔 主要反应： SO3 + H2O H2SO4 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？ 逆流原理：三氧化硫与水反应，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，且吸收不完全，98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全，由此看来工业生产上特别重视生产的速度及原料的利用率。 二、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 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。 3、二氧化硫的氧化过程中使用催化剂。 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、选择适宜的反应温度。 3、选择适宜的反应压强。 *