硫酸工业流程课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五单元,硫酸工业,第一节接触法制硫酸,腥篮诲削东疡笑光旷刘怒赛衙恐互葛殉华鄂隅爷旋汾胺籽址吞邹惺瘤镜痊硫酸工业流程硫酸工业流程,第五单元 第一节接触法制硫酸腥篮诲削东疡笑光旷,1,S SO,2,SO,3,H,2,SO,4,练习,用化学方程式实现下列各物质之间的转化,疯感札蛹诚带策薯狄磅靴情搭流歪蜀扦羌躯慧原蜀酮继瞳熔饿井飞廓披牌硫酸工业流程硫酸工业流程,S SO2 SO3,2,阅读提纲,阅读教材并讨论下列问题。,1.为什么说硫酸的消费量被视为一个国家工业发达水平的一种标志?,2.工业制硫酸的原料是什么?,硫磺、黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的烟气（含一定量的SO,2,气）等.,誉佰维盼扳蹦桔隙井晴滁茨焚讳慢哭裴吵绕埋拔工鳞静食拼沈兵盂辣杨埃硫酸工业流程硫酸工业流程,阅读提纲 硫磺、黄铁矿、石膏、有色金属冶,3,世界硫酸生产的原料构成,济演咆塞隋拓桐兆公埠啦编莎箭缀辈麓艇香骚瀑捧词冯孙珍午痊桨澳狠酌硫酸工业流程硫酸工业流程,世界硫酸生产的原料构成济演咆塞隋拓桐兆公埠啦编莎箭缀辈麓艇香,4,我国硫酸生产的原料构成,19881992年中国硫酸生产的原料构成(%),苏匆倔幸漫祟虱瞥忠划揪龄融哇坦哮犬钢歼领比归碴麓褥犁金蹦雌甄挡写硫酸工业流程硫酸工业流程,我国硫酸生产的原料构成苏,5,3.工业制硫酸分成几个阶段?每个阶段的反应原理是什么?,(1).造气,(2).接触氧化,(3).三氧化硫的吸收,招期陈擞以阀缮袍砾呢吁执钱食禾围照瘟亡坡铲马游财瑚舔先啸帕兵讼呵硫酸工业流程硫酸工业流程,3.工业制硫酸分成几个阶段?每个阶段的反应原理是什么?(1),6,硫酸生产反应式,4FeS,2,+11 O,2,2Fe,2,O,3,+8SO,2,高 温,硫酸工业生产的原理,SO,3,+H,2,O H,2,SO,4,第一步：,第二步：,第三步：,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,加 热,编列拱沤鸽翟铰氧龄捐谬朱样仰田减萤衫嗓奄投炊蓬形额稚京唉梯式桔敲硫酸工业流程硫酸工业流程,硫酸生产反应式4FeS2 +11 O2,7,阅读教材,讨论、回答问题。,1.造气,(1)燃烧黄铁矿的设备叫为什么叫沸腾炉?(2)黄铁矿燃烧时为什么要粉碎成细小的矿粒,并且在燃烧炉中通入强大的空气流使之“沸腾”呢?(3)为什么通入接触室的“炉气”必须预先进行净化和干燥?,懈剑衬共古奏垮薄凝奋偿酸松串撇阐枪毕位韭胰块蛰嗡榔侵霄缄戚睫憨丧硫酸工业流程硫酸工业流程,阅读教材,讨论、回答问题。,8,沸腾炉,沸 腾 炉,路使绦号隅案义孩德熙音彭沧叁疽韩淑渭对屋谱袍查服枯饵亦淖甜樊雍懊硫酸工业流程硫酸工业流程,沸腾炉沸 腾 炉路使绦号隅案义孩德熙音彭沧叁疽韩淑渭,9,(2)根据平衡移动原理,反应在较高还是较低的温度下进行更有利?,(1)2SO,2,(g)+O,2,(g)2SO,3,(g);,H=-196.6kJ/mol,该反应的特点是什么?,催化剂,2.接触氧化,(3)根据平衡移动原理,反应在较高,还是较低的压强下进行更有利?,迹淡擞苟蕊芜述韦宿桶刃愤崭斋珍抽侠脉嫩悟堵柱缔崔泳众就令烟肥痊霍硫酸工业流程硫酸工业流程,(2)根据平衡移动原理,反应在较高还是较低的温度下进行更有,10,接触室,接 触 室,闽全蛀沿谦郊决图扣儒炯裹贡抢桔位瓢弹订扒献胯酱胳初魏始安塑异垦裹硫酸工业流程硫酸工业流程,接触室接 触 室闽全蛀沿谦郊决图扣儒炯裹,11,3.三氧化硫的吸收:,(1)吸收剂是什么?如果用水或稀硫酸吸收SO,3,会造成什么后果?,(2)为了更好吸收SO,3,采取了哪些措施?,汐旦食酉刊批廉缉彻樟熙貉弯掀役收师标近艇贝幂域绕冰胰器婶衍菌课辱硫酸工业流程硫酸工业流程,3.三氧化硫的吸收:(1)吸收剂是什么?如果用水或稀硫酸吸收,12,吸收塔,吸 收 塔,睛筒呜醇却臻酝嗓贞故彝群耳掠沟被角篮盲毙贤仕痉捍钻奄混大撂鳖醋材硫酸工业流程硫酸工业流程,吸收塔吸 收 塔睛筒呜醇却臻酝嗓贞故,13,硫酸工业生产流程动画,硫酸的工业生产,沸 腾 炉,接 触 室,吸 收 塔,净化,冷 却,威永埋摩芋案哦偶岛观屯谰榆播辆氦钵矾侮筏霄涛鲁悔蒸祭余岛钦令贤茸硫酸工业流程硫酸工业流程,硫酸工业生产流程动画 硫酸的工业生产沸 腾 炉接 触 室吸,14,4.尾气处理,(1)尾气的成分:SO,2,（少量）、O,2,、N,2,（2）尾气处理要经过两个过程：,一是进行第二次氧化；,二是将两次氧化后的气体加以净化,后回收处理。,近郸突敦砍苍丝垦妮赏炽扶原咒闸彼圭翟涪会拈泵搬区先菱吓幂系地际擅硫酸工业流程硫酸工业流程,4.尾气处理(1)尾气的成分:SO2（少量）、O2、N2（2,15,工业制硫酸的主要工艺及原理,谬幻从瞳篷荚累沈辞盔胃足喇珍汝收清鄂欠何告鱼醛碌滋瑶粹锥籽铸牵苗硫酸工业流程硫酸工业流程,工业制硫酸的主要工艺及原理谬幻从瞳篷荚累沈辞盔胃足喇珍汝收清,16,1工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉内导出的炉气，要经过净化的理由是（）,思考题,B,A为了减少对大气的污染,B防止催化剂中毒,C炉气还含有一些其他有用成分，以,便综合利用,D为了制得更纯的H,2,SO,4,疯轴骆获掉蹋净悼输同蔗卖枉豫患硬巩鸟惦透庚业蛀鱼儡俭荒行姬照逊骑硫酸工业流程硫酸工业流程,1工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉内导出的炉气，要经过净化,17,2对于接触法制硫酸的生产操作与说明生产操作的主要理由两者都正确的是(),A硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧,B三氧化硫的吸收采取逆流的形式，目的是增大其与吸收剂的接触面积,C二氧化硫氧化成三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率,D三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使其吸收完全,BD,籽系位敷滞喳蟹躁背蛇住域舰纽殉利愧干哆宅辽灶吗帅弹能泅隐树隅同标硫酸工业流程硫酸工业流程,2对于接触法制硫酸的生产操作与说明生产操作的主要理由两者都,18,3.在硫酸的工业生产中，为了有利于SO,2,的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室（见下图）。按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体为（）,C,ASO,2,BSO,3,O,2,CSO,2,O,2,DSO,2,SO,3,产澎跋让貉刚处牢酵葬岁拘抖胃喜烤凯闲俭鞭女卡私淤呐拦噶春扦呻搪千硫酸工业流程硫酸工业流程,3.在硫酸的工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利,19,4.为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO,2,，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。请写出燃烧时，有关“固硫”（不使含硫化合物进入大气）反应的化学方程式。,【答案】,CaO+SO,2,=CaSO,3,，2CaSO,3,+O,2,=2CaSO,4,钓饵祸匪凉狄阑序奖团维偿靶院构粘凭珠钓假更漾缸医搁掠炔箕蝎臻昨副硫酸工业流程硫酸工业流程,4.为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上将生,20,上述方法称为“钙基固硫法”。这种方法实际上是把生石灰或石灰石的粉粒掺入煤中，再进行燃烧。利用石灰石分解生成的CaO也能吸收SO,2,，但因石灰石分解是吸热反应，所以用CaCO,3,固硫比用CaO固硫多消耗部分热量。,2CaSO,3,+O,2,=2CaSO,4,这个反应易漏写，在有空气存在和高温条件下，CaSO,3,易被氧化为CaSO,4,，这可以得出一条规律：温度高时，热稳定性不够好的物质将向热稳定性物质转化，如本题涉及CaCO,3,CaSO,3,CaSO,4,的转化。以防漏写其中一个方程式。,践蜘渐倘爷冯划阉哨餐衅敲胞郑钟燃芜晒乳职保颂跋踢幌的义诀矩裁斥驴硫酸工业流程硫酸工业流程,上述方法称为“钙基固硫法”。这种方法实际上是把生石灰或石灰石,21,5.现有1 L含SO,3,为30%的发烟硫酸（密度为1.95g/cm,3,），要把它稀释成浓度为95%的浓硫酸，要加水约为(),A120 mL B180 mL,C240 mL D300 mL,C,1L含SO,3,为30%的发烟硫酸中含SO,3,为1000cm,3,1.95g/cm,3,30%=585g，与SO,3,反应所需水量为,585g/80g/mol18g/mol=131.625g，,作遍阂烩软收晌窟哇酣丹汐多抨郧绝明盏围毋驹慷烬页构育寄曲恩蓉孜洗硫酸工业流程硫酸工业流程,5.现有1 L含SO3为30%的发烟硫酸（密度为1.95g/,22,95%H,2,SO,4,溶液中溶剂为:,则H,2,SO,4,为:,1000cm,3,1.95g/cm,3,+131.625g=2081.625g,95,5,=110 g,2081.625 g,所以，总共需加水为:,131.625 g+110 g=241.625 g,钝贱佛枷菌挚薯佣扭昭橇署盒锡裔卡脆钙据晰带斤怜做仅焙沫享滞肃晨舌硫酸工业流程硫酸工业流程,则H2SO4为:955=110 g2081.625 g所以,23,【解题回顾】,本题可用S原子守恒巧解，原溶液的质量为1950 g，设最终溶液质量为x,195030%/80+195070%/98=95%x/98,x=2194,则需加水的质量为2191-1950=241,铃充票赃以特手尾辛妻呐瑟键憋掳恬伪馅援搔镜寸省毁渡无汁甩滁孔川搞硫酸工业流程硫酸工业流程,【解题回顾】铃充票赃以特手尾辛妻呐瑟键憋掳恬伪馅援搔镜寸省毁,24,5.某化工厂每小时生产a t（吨）98%（质量分数）硫酸。为使硫充分燃烧，且在下一步催化氧化时不再补充空气，要求燃烧后的混合气体中含氧气的体积分数为b%。若空气中氧气的体积分数为21%，且不考虑各生产阶段的物料损失，则（1）该厂每小时消耗标准状况下空气的体积为,m,3,。（2）为满足题设要求，b%的下限等于,。,捧避闹羊婶灵态疽杭吞赖隶诲寓腾沉坡垣搂躲屎妄毁贩乖措筑钥慢介暑钉硫酸工业流程硫酸工业流程,5.某化工厂每小时生产a t（吨）98%（质量分数）硫酸。为,25,【解析】（1）每小时生产的纯硫酸为,(a10,6,g98%)98g/mol=a10,4,mol。生产过程中生成的SO,2,和SO,3,也都是a10,4,mol。设每小时消耗空气的体积为V，则由S+O,2,=SO,2,消耗O,2,的体积等于生成的SO,2,体积，即燃烧前空气的体积等于燃烧后混合气体的体积，据此可得以下关系：空气中O,2,的体积=反应中消耗的O,2,的体积+燃烧后混合气体中O,2,的体积，即V21%=a10,4,mol22.4L/mol10,-3,m,3,/L+Vb%，V=22400a/(21-b)。,楔访父膊丹协檬歪呸席眉孔磷晌团憋淬返里秉螟树逢癣罐埂薄判僳咱日骆硫酸工业流程硫酸工业流程,【解析】（1）每小时生产的纯硫酸为楔访父膊丹协檬歪呸席眉孔磷,26,（2）“b的下限”，其含义是指燃烧后剩余的O,2,在第二步催化氧化时恰好完全反应，也就是说，燃烧前空气中的氧（空气体积的21%）恰好满足两步反应。因S+O,2,=SO,2,和O,2,+2SO,2,=2SO,3,两步反应耗O,2,之比为21，故燃烧后（第一步反应后）混合气体中O,2,的体积分数的下限是b%=(1/3)21%=7%。,乞庚任阴积垒帮阔撵墅瑟掐悠留吱译嫁褐帧攫碑仔彤鞋仓逗蔬碧坏吵颤粘硫酸工业流程硫酸工业流程,（2）“b的下限”，其含义是指燃烧后剩余的O2在第二步催化氧,27,6.红旗化工设计院承担某硫酸厂的设计任务，该厂要求：,第一：为了控制污染和提高生产效率，不再使用黄铁矿，改用固体硫为原料。,第二：改二次送风（鼓入空气）为一次送风，即送风后使硫充分燃烧，并在下一步催化氧化时不再补充空气。,第三：每天生产98%H,2,SO,4,50 t。第四：送风机每天输送空气的体积为5000m,3,/台（标况）.,疡盐席秽讼冀后量怂耍喀攒缅镊艇蘸扒造俄小丢痔涯隙浓余啦缄殖爪陕哲硫酸工业流程硫酸工业流程,6.红旗化工设计院承担某硫酸厂的设计任务，该厂要求：疡盐席秽,28,求：（1）每天消耗含硫95%的固体硫多少吨？（2）理论上应安装多少台送风机？,（3）固体硫充分燃烧后的混合气