南台科技大学学年度第学期质能均衡分组讨论成果汇整单.docVIP

南台科技大學 99 學年度第 2 學期 質能均衡 分組討論成果彙整單 第 1 次分組討論 討論日期 100年 04 月25日 組別 第四組 討論議題 二氧化硫氧化成三氧化硫的製程與其應用、性質 討論成果 組員姓名 意見 謝君揚雖然二氧化硫能帶來許多相關產物和相關用途，但對環境卻也帶來許多問題，像是能導致禿頭的酸雨等等，所以男性朋友最好不要在現今這種工業社會跑去淋雨。 負責部分：二氧化硫對人體、環境的危害。 蕭名原硫酸在工業上的用途非常廣，用於許多製成的催化劑或反應物。而二氧化硫是工業上硫酸的主要反應物，所以在工業上常見。但硫化物亦帶給環境很大的影響，例如酸雨。 負責部分：反應物、產物性質；濕式電漿技術。 胡煌騏硫酸在工業上非常重要，但二氧化硫對人體之危害非常大，會被血液吸收，產生有毒副作用、損壞肝，吸入也會造成肺部組織受損，非常可怕。 負責部分：題目翻譯、製程資料查詢。 李紹暉二氧化硫有抗菌性質，可做防腐劑，保持水果外表，所以食用前須清洗乾淨，並且去皮。 負責部分：硫酸的應用。 陳子軒(組長)一個好的製程，需要做到高轉化率，以及最少量的浪費。這對製程工程師是一個非常明確的目標，從一開始的70%上下的轉化率，到最後近100%的轉化率；從一開始大量的廢熱，到利用廢熱發電，這樣的進步是巨大的。但由於好的工廠亦需要大量資金，所以在一般需求(指低濃度含硫氣體須淨化)下，亦可選擇較低產率，從整體來看也會是個不錯的選擇。 負責部分：彙整資料、補充DCS系統、補充硝化法、尋找製程簡圖、尋找PDF原網址。 本組結論： 一、反應物及生成物的介紹： 1.二氧化硫： 二氧化硫是常見的硫氧化物，無色、有強烈刺激性氣味，是大氣主要汙染物之一。當二氧化硫溶於水中時，會形成亞硫酸(酸雨主要成分)。若把二氧化硫繼續養化，通常在催化劑的存在下，會生成硫酸。 因二氧化硫的抗菌性質，它可用來作為乾果類的防腐劑、保持水果的外表，並防止腐爛。在釀酒產業上，它可做為抗生素及抗氧化劑，防止酒遭到細菌的損壞和氧化。加上釀酒廠和設備必須保持十分清潔，且因為漂白劑不能用於釀酒廠中，二氧化硫、水和檸檬酸的混合物通常用來清潔水管、水槽和其他設備，保持清潔和沒有細菌。 二氧化硫也用來製備硫酸，首先轉化成三氧化硫(也就是本題的製程)，再轉化成發煙硫酸，最後轉化成硫酸，過程中二氧化硫是含硫礦物與氧氣反應產生的，把二氧化硫轉化成硫酸的過程，稱為接觸法。 2.硫酸： 硫酸是一種無色黏稠高密度的強酸，為一種重要化工原料，又稱為化學工業之母。它在工業上用途十分廣泛，如製造肥料、非鹼性清潔劑、護膚品、以及油漆添加劑與炸藥等等，而最常接觸到的大概就是汽車上的鉛酸蓄電池了。 硫酸具有脫水性，脫水性是指硫酸能將碳水化合物中的水份脫去（嚴格地說是把有機物中的氫、氧元素按水的組成比例2比1脫去），留下黑色的碳。例如將濃硫酸滴在方糖上，白色的糖逐漸轉成黑色海綿狀的固體，並釋出白色的氣體（水蒸發至空氣中後冷凝成的水珠）。 二、方程式 三、製造的方法：硝化法與接觸法(硝化法分為鉛室法與塔式法) 除了現在主流的接觸法外，網路上亦有查詢到古老的硫酸製程──硝化法，而硝化法從前期到後期分為兩種方式：鉛室法、塔式法。 典型的鉛室法的生產流程，是使300～500℃的含二氧化硫氣體進入充有填料的脫硝塔，與淋灑的含硝硫酸逆流接觸。由於酸溫升高，含硝硫酸中的氮氧化物得以充分脫除。塔頂引出的含二氧化硫、氮氧化物、氧和水蒸氣的混合氣體，依次通過若干個鉛室。在鉛室中，二氧化硫充分氧化而成硫酸。最終通過兩座串聯的填料式吸硝塔，塔內淋灑經過冷卻的脫硝硫酸，以吸收氮氧化物，所得的含硝硫酸送往脫硝塔。 在鉛室中，二氧化硫的氧化與成酸反應大部分是在氣相中進行，因而不可避免地會形成大量的硫酸霧。這種氣溶膠狀態的細微顆粒需經較長進間才能凝聚成液滴，墜落至鉛室底部。為此必須擁有很大的反應空間，才能保持較高的生產效率。再者，生產過程中釋放的大量反應熱也須經鉛室表面及時散去。因此，鉛室法工廠往往採用多個串聯的鉛室，耗鉛量大，這是歷史上人們力求革新鉛室法的主要原因。 大部分硫酸從鉛室制得(濃度為65％H2SO4)。適量的鉛室產品可注入脫硝塔，因多餘的水分被蒸發以及塔內也進行部分成酸反應，從而可由脫硝塔取得濃度達76%H2SO4產品。鉛室法的硫酸濃度低而且往往含有很多雜質，用途受到限制，這也是鉛室法被淘汰的重要因素 。 塔式法是以填充塔為主要成酸設備，其工藝原理與鉛室法相同。由於塔內的填料提供了巨大的表面，使氣體和液體得以充分接觸，強化了擴散和吸收過程，