2015年年高三复习专题讲座――硫酸工业【荐】.docVIP

2008年高三复习专题讲座――硫酸工业 一、本周教学进度及主要内容： 选修二 硫酸工业 本讲主要内容： 掌握接触法制硫酸的生产过程、反应原理、主要设备 2．用平衡移动原理理解SO2氧化的条件选择。 3．了解环境保护及资源的综合利用 二、学习指导 工业制法一般思路 系统学习研究某一种物质的工业制法，一般要从以下角度去分析理解。 所用原料 考虑其来源是否丰富、经济、环保等情况，尽量因地制宜 化学反应 考虑反应难易程度、操作可行性、安全性、转化率高低等 适宜条件 从反应速率和提高产量等因素考虑条件的选择 生产过程 从原料到产物出考虑必要的反应过程外，还应原料的处理、中间过程的进化、“三废”处理等环保措施。 主要设备 掌握设备的作用、构造、原理、名称及先后顺序。 环境保护 消除污染的主要方法之一是减少污染物的排放，处理是努力做到变废为宝。 （二）接触法制硫酸: 生产过程：①SO2的制取和净化（造气） ②SO2氧化成SO3 ③SO3的吸收 反应原理：4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2 2SO2＋O2 2SO3 SO3＋H2O＝H2SO4 或 S＋ O2 SO2 主要设备： 沸腾炉 接触室 吸收塔 小结：接触法制硫酸中几个重要的“三”： 三种原料：硫铁矿或硫、空气、98.3%的浓硫酸 三种净化：除尘、洗涤、干燥。 沸腾炉出来的炉气成分：SO2、O2、N2、H2O(g)、矿尘、砷、硒化合物 SO2、O2、N2、H2O(g)、砷、硒化合物 SO2、O2、H2O(g) SO2、O2、N2。 目的 防止催化剂中毒、减缓对设备的腐蚀。 三个反应 造气、氧化、吸收 4、三种设备 沸腾炉 、 接触室 、 吸收塔  逆流原理 5、三种原理 热交换原理 循环原理 请思考并回答下列问题： 1．矿石粉碎并从上口投入加料、而空气从下鼓入，为何？ 提示：矿石粉碎得较小，且与空气逆向相遇，仿佛呈沸腾状，跟空气接触面更大、燃烧更充分、更迅速，提高了原料的利用率。 2. 为什么叫接触法制硫酸？ 提示：经净化后的炉气进入催化层在催化剂表面发生接触性反应。 3．为什么从吸收塔出来的气体要循环使用？ 提示：,提高了资源的利用率.有利于降低生产成本,保护环境; 4．为什么用浓硫酸（98.3%）来吸收SO3? 提示：水或稀硫酸作吸收剂时，容易形成酸雾，吸收速度慢，吸收不充分，不利于尽可能把三氧化硫吸收干净。故用浓硫酸（98.3%）来吸收SO3，吸收塔底放出的硫酸成分为H2SO4·nSO3， （三）综合经济效益问题 环境保护与综合利用原理 污染大气的有害物质有：硫的氧化物、粉尘、煤烟、氮的氧化物、碳的氧化物、碳氢化合物等。 思考：通常硫酸工业上是用氨水来吸收SO2，其目的是什么？废水、废渣又该作何处理和利用？ 提示：二氧化硫和空气中的飘尘接触或跟氮的氧化物接触，部分会被氧化成三氧化硫。硫的氧化物以及硫酸和硫酸盐随雨雪降到地面，这就是所谓的“酸雨”。工业上是用氨水来吸收SO2，一方面就是从环保角度考虑。另一方面经硫酸处理后得到二氧化硫气体含量更高，返回车间作硫酸生产的原料，也可足其它作为化工原料，硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸铵肥料。其反应式为： SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O, (NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3, 当吸收液中亚硫酸氢铵达到一定浓度后，再跟浓硫酸反应，放出二氧化硫气体，同时得到硫酸铵溶液。反应式：2NH4HSO3+H2SO4=2SO2↑+2H2O+(NH4)2SO4， (NH4)2SO3+H2SO4=SO2↑+H2O+(NH4)2SO4。H2O 废渣处理: 含铁量高的可用于炼铁，其它的可用于制水泥、砖头等 化工生产与环境。 提倡清洁生产和发展“绿色工艺” 清洁生产是指采用清洁无毒的能源和原材料，通过清洁的生产过程，制造出清洁的产品。其目的是在于通过减少污染物的产生，从而保护环究和生态． “绿色工艺”，是指工业生产中对污染物低排放（或零排放）的生产工艺。 展闭路循环生产，把有可能造成污染的物质封闭在生产系统内，不徘出污染物，无废水排出。 研究和应用无