“设计”一座硫酸厂解答.ppt

“设计”一座硫酸厂 鲁科版选修2 化学与技术 主题3 课题1 硫酸的消费量——国家工业发展水平的标志之一 2013中国硫酸年产量——8500万吨 自然界中有硫酸吗？ 想一想 如何将自然界的矿物资源转化为硫酸？ 硫酸盐 硫酸？ 三氧化硫 二氧化硫 含硫矿物 硫酸工业生产的原理 1.自然界中存在的含硫矿物有哪些? 2.这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸? 交流研讨 3.请写出相关的化学方程式。 硫磺、黄铁矿（主要成分FeS2等） S或FeS2 H2SO4 SO3 SO2 三方程 3、SO3（g）+H2O（l） = H2SO4（l）； △H=－130.3kJ/mol 2、SO2（g）+ O2（g） SO3（g） ； △H=－98.3kJ/mol 催化剂 400—500℃ 1 2 1、S（S）+O2（g） SO2 （g） ; △H=－297kJ/mol FeS2（S）+ O2（g） Fe2O3（S）+2SO2（g）； △H=－853kJ/mol 点燃 高温 11 4 1 2 三个反应方程式 1.造气 4FeS2 + 11O2 === 2 Fe2O3 +8SO2 高温 硫酸生产工艺流程分析 沸腾炉 以FeS2为原料 3.试分析黄铁矿燃烧后炉气中含有哪些物质？ 1.为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？ 2.为什么要从炉底通入强大空气流？ 想一想 SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质，如As、Se等的化合物和矿尘等等。 洗涤 干燥 除尘 SO2、O2、N2 容易使催化剂中毒 腐蚀设备，影响生产 (1)低温(400~500 ℃) (2)常压 (3)适当过量的空气 硫酸工业生产的三个适宜条件: 2SO2（g）+ O2（g） 2SO3（g） ；△H=－196.6kJ/mol V2O5 ? 交流研讨 分析下列表格，归纳总结影响二氧化硫转化率的影响因素？ 2. SO2的催化氧化 思考：SO2的接触氧化需在450℃条件下进行： ①反应前要把低温的炉气预热到这个温度。 ②该反应放热，环境温度会升高，不利于SO3生成。有什么办法可以将热量充分利用起来？ ？ ？ ？ 接触室 接触室 低温 SO2 O2 高温 SO2 O2 SO3 SO2 O2 3.三氧化硫的吸收 SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l) ; △H＝－130.3kJ/mol 实际生产为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？ 常用98.3%的浓硫酸作吸收剂！ 三氧化硫如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化硫的吸收 吸收塔 吸收塔 98.3%H2SO4 尾气 逆流吸收:(SO3从塔的下部通入,98.3%的硫酸从塔顶喷下):增大SO3和H2SO4的接触面积,强化吸收过程. SO3、SO2、 N2、O2 浓硫酸 采取何种方式可以保证SO3被98.3%的浓硫酸完全吸收？ 硫酸的工业生产（三设备） (1)确定化学反应原理 (2)选择原料 (3)选择设备和工艺流程 (4)三废处理(环境保护) (5)能源的利用(综合经济利益) (6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题） 你知道吗 一个生产工艺的实现，需要考虑哪些问题？“设计”一座硫酸厂，应从哪些方面入手呢？ 设计一座硫酸厂 自然界的含硫矿物主要是硫磺矿、硫铁矿及硫酸盐，你认为选择哪一种作为制硫酸的原料较好？ 想一想 硫磺 硫铁矿 设计一座硫酸厂 含硫烟气 硫酸盐 厂址的选择： 4、是否接近原料供应地 2、土地供应是否充足 5、水源是否充足 6、能源是否充足且价廉 3、交通运输是否方便 1、是否有市场需求 7、能否达到环境保护要求等诸多因素 设计一座硫酸厂 硫酸工厂应选择距离原料产地较近还是距离消费地较近的位置？为什么？ 硫酸工业的尾气的组成是什么？ 如何处理？ 氨-酸法： 2NH3+H2O+SO2===(NH4)2SO3 NH3+H2O+SO2===NH4HSO3 ①、将尾气再次通入到接触室，进行再次氧化，吸收； ②、将再次氧化吸收后