硫酸的工业制法.ppt

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化学课堂演示化学课堂演示设计制作设计制作潘潘珑珑原理原理流程流程问题问题环保环保计算计算退出退出一、接触法制硫酸的反应原理反应原理是：

反应原理是：

燃烧硫或金属硫化物等原料来燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫，使二氧化硫在制取二氧化硫，使二氧化硫在适当的温度和催化作用下氧化适当的温度和催化作用下氧化成三氧化硫，再使三氧化硫和成三氧化硫，再使三氧化硫和水化合生成硫酸。

水化合生成硫酸。

H2SO4H2OSO3SO2FeS2SO2O2返回接触法制硫酸的反应原理和生产过程接触法制硫酸的反应原理和生产过程化学反应原理化学反应原理生产过程生产过程典型设备典型设备FeS2+O2=Fe2O3+SO2高温高温SO3+H2O=H2SO4二氧化硫的制二氧化硫的制取和净化取和净化沸腾炉沸腾炉二氧化硫氧化成二氧化硫氧化成三氧化硫三氧化硫接触室接触室三氧化硫的吸收三氧化硫的吸收和硫酸的生成和硫酸的生成吸收塔吸收塔2SO2+O2=2SO3催化剂催化剂生产全过程1热交换器原理41128全过程详解接触法制硫酸的接触法制硫酸的“五个三五个三”三原料三原料三反应三反应三设备三设备三原理三原理三净化三净化硫铁矿硫铁矿空气空气水水沸腾炉沸腾炉接触室接触室吸收塔吸收塔充分接触原理充分接触原理热交换原理热交换原理逆流吸收原理逆流吸收原理除尘除尘洗涤洗涤干燥干燥具体内容具体内容返回4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2高高温温第一步：

第一步：

第二步：

第二步：

硫酸的工业制法硫酸的工业制法第三步：

第三步：

SO3+H2OH2SO4返回2SO2+O22SO3催化剂催化剂加加热热接触室接触室返回吸收塔吸收塔返回沸腾炉返回关于生产过程中的几个问题关于生产过程中的几个问题1工业上接触法制硫酸中为什么要先将黄铁矿粉碎？

工业上接触法制硫酸中为什么要先将黄铁矿粉碎？

2为什么把燃烧黄铁矿的炉子叫沸腾炉？

为什么用这种炉子？

为什么把燃烧黄铁矿的炉子叫沸腾炉？

为什么用这种炉子？

3黄铁矿石中沸腾炉里燃烧时，为什么要向沸腾炉鼓入过量的空气或氧气？

黄铁矿石中沸腾炉里燃烧时，为什么要向沸腾炉鼓入过量的空气或氧气？

4逆流原理中接触法制硫酸的过程中有哪些具体的作用？

逆流原理中接触法制硫酸的过程中有哪些具体的作用？

5为什么通入接触室的混合气体必须预先净化？

如何净化？

为什么通入接触室的混合气体必须预先净化？

如何净化？

6什么是热交换过程？

什么是热交换过程？

7吸收吸收SO3为什么不直接用水或稀硫酸，而是用为什么不直接用水或稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？

的浓硫酸？

8制硫酸的尾气中含哪些成分？

为什么尾气不能直接排入大气中制硫酸的尾气中含哪些成分？

为什么尾气不能直接排入大气中？

9为什么在吸收塔中填满瓷环为什么在吸收塔中填满瓷环返回1.工业上接触法制硫酸工业上接触法制硫酸中为什么要先将黄铁矿中为什么要先将黄铁矿粉碎？

粉碎？

为为了了增增大大反反应应物物之之间间的的接接触触面面积积，因因为为反反应应物物之之间间的的接接触触面面积积越越大大，反反应应速速率率就就越越快快，制制硫硫酸酸时时把把黄黄铁铁矿矿石石粉粉碎碎，并并在在沸沸腾腾炉炉中中燃燃烧烧，从从而而加加快快反反应应的的进进行行，燃燃烧烧也也充充分。

分。

返回2为什么把燃烧黄铁矿的炉子叫沸腾为什么把燃烧黄铁矿的炉子叫沸腾炉？

为什么用这种炉子？

炉？

为什么用这种炉子？

这这是是因因为为矿矿粒粒燃燃烧烧的的时时候候，从从炉炉底底通通入入强强大大的的空空气气流流，把把矿矿粒粒吹吹得得在在炉炉内内一一定定空空间间里里剧剧烈烈沸沸腾腾，好好象象“沸沸腾腾着着的的液液体体”一一样样。

因因此此，人们把这种炉子叫沸腾炉。

人们把这种炉子叫沸腾炉。

矿矿粒粒在在这这种种沸沸腾腾情情况况下下，跟跟空空气气充充分分接接触触，燃燃烧烧快快，反反应应完完全全，提提高高了了原原料料的的利用率。

利用率。

返回3黄铁矿石中沸腾炉里燃烧时，为黄铁矿石中沸腾炉里燃烧时，为什么要向沸腾炉鼓入过量的空气或什么要向沸腾炉鼓入过量的空气或氧气？

氧气？

生生产产上上，常常使使其其中中一一种种反反应应物物的的用用量量（浓浓度度）超超过过反反应应所所需需的的量量，过过量量的的那那种种反反应应物物往往往往是是原原料料中中比比较较易易得得和和便便宜宜的的，因因而而能能使使较较贵贵重重的的原料能更充分利用。

原料能更充分利用。

返回4逆流原理中接触法制硫酸的逆流原理中接触法制硫酸的过程中有哪些具体的作用？

过程中有哪些具体的作用？

在在化化工工生生产产中中，相相互互作作用用的的原原料料，往往往往采采用用逆逆流流的的方方法法，如如：

用用硫硫酸酸的的质质量量分分数数为为98.3%的的浓浓硫硫酸酸吸吸收收三三氧氧化化硫硫，液液体体和和气气体体的的流流向向是是相相反反的的，液液体体由由吸吸收收塔塔顶顶部部淋淋下下，气气体体又又下下向向上上，使使作作用用更更完完全全。

在在热热交交换换中中，冷冷的的和和热热的的气气体体（液液体体），都都是是采采用用逆逆流流的的方方法法进进行行热热量量交交换换的的。

硫硫酸酸工工业业中中，接接触触室室内内使使用用热热交交换换器器，使使未未进进入入接接触触室室的的SO2和和O2得得以以预预热热，有有利利于于SO2的的转转化化；从从接接触触室室里里出出来来SO3得得以降温，减少了以降温，减少了SO3的分解。

的分解。

返回5为什么通入接触室为什么通入接触室的混合气体必须预先的混合气体必须预先净化？

如何净化？

净化？

如何净化？

从从沸沸腾腾炉炉出出来来的的炉炉气气中中，除除SO2、O2、N2外外，还还有有水水蒸蒸气气、含含砷砷、硒硒的的化化合合物物杂杂质质及及矿矿尘尘，杂杂质质及及矿矿尘尘会会使使催催化化剂剂失失去去活活性性而而中中毒毒，水水蒸蒸气气会会跟跟SO2、SO3形形成成酸酸雾雾，腐腐蚀蚀管管道道设设备备，因因此此通通入入接接触室的混合气体必须预先净化。

触室的混合气体必须预先净化。

炉炉气气净净化化过过程程为为：

首首先先经经过过除除尘尘（除除去去矿矿尘尘），然然后后进进行行洗洗涤涤（洗洗去去砷砷、硒硒等等的的化化合合物物），最最后后进进行行干干燥燥（除除去去水水蒸蒸气气）。

这这样样处处理理过过的的混混合气体主要含有合气体主要含有SO2、O2、N2。

返回6什么是热交换过程什么是热交换过程？

通通过过热热交交换换器器把把反反应应时时生生成成的的热热，传传递递给给进进入入接接触触室室的的需需要要预预热热的的混混合合气气体体，并并冷冷却却反反应应后后生生成成的的气气体体，像像这这样样传传递递热热量量的的过过程程就就是是化化学学工工业业上上常常用用的的热热交交换过程。

换过程。

6.什么是热交换过程什么是热交换过程?

返回7吸收吸收SO3为什么不直接用水或为什么不直接用水或稀硫酸，而是用稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？

的浓硫酸？

因因为为用用水水或或稀稀硫硫酸酸作作吸吸收收剂剂时时，容容易易形形成成酸酸雾雾，吸吸收收速速度度慢慢且且吸吸收收不不充充分分，而而用用98.3%的的浓浓硫硫酸酸作作吸吸收收剂剂，则则在在吸吸收收过过程程中中不不形形成成酸酸雾雾，吸吸收收速速度度快快且且吸吸收收充充分分，有有利利于于SO3的的吸吸收。

收。

返回8制硫酸的尾气中含哪些成分制硫酸的尾气中含哪些成分？

为什么尾气不能直接排入大？

为什么尾气不能直接排入大气中？

气中？

制硫酸的尾气成分：

制硫酸的尾气成分：

SO2、O2、N2等。

等。

由由于于尾尾气气中中含含有有SO2，如如果果直直接接排排入入大大气气，会会造造成成大大气气污污染染，所所以以在在尾尾气气排排入入大大气气之之前前，必必须须先先回回收收，净净化化处处理理防防止止SO2污污染染空空气并充分利用原料。

气并充分利用原料。

返回9为什么在吸收塔中填满瓷环为什么在吸收塔中填满瓷环？

用用质质量量分分数数为为98.3%的的浓浓硫硫酸酸吸吸收收SO3时时，吸吸收收塔塔中中填填满满瓷瓷环环，使使液液体体和和气气体体接接触触面面积增大，提高吸收率。

积增大，提高吸收率。

返回一、一、“三废三废”处理处理1、尾气吸收、尾气吸收

（1）SO2+Ca（OH）2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2+H2O

（2）SO

（2）SO22+2NH+2NH33+H+H22O=（NHO=（NH44）22SOSO33（NHNH44）22SOSO33+H+H22SOSO44=（NH=（NH44）22SOSO44+SO+SO22+H+H22OO2、污水处理、污水处理Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4+2H2O制石膏制石膏3、废渣处理、废渣处理黄铁矿矿渣可用来制造水泥、砖和炼铁等。

黄铁矿矿渣可用来制造水泥、砖和炼铁等。

二、能量充分利用二、能量充分利用“废热废热”利用：

利用：

（1）在沸腾炉旁设置）在沸腾炉旁设置“废热锅炉废热锅炉”，产生蒸汽发电；，产生蒸汽发电；

（2）在接触室中设热交换器，预热）在接触室中设热交换器，预热SO2和和O2。

尾气的净化尾气的净化尾气的净化尾气的净化用氨水吸收：

用氨水吸收：

SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3SO2+NH3+H2O=NH4HSO3（NH4）2SO3+H2SO4=（NH4）2SO4+SO2+H2O2NH4HSO3+H2SO4=（NH4）2SO4+2SO2+H2O硫酸工业生产流程动画硫酸的工业生产沸沸腾腾炉炉接接触触室室吸吸收收塔塔净净化化冷冷却却空气空气炉气炉气思考：

思考：

从沸腾炉出来从沸腾炉出来的气体的气体SO2是是否纯净？

否纯净？

矿渣思考：

思考：

黄铁黄铁矿为什么要矿为什么要粉碎？

为什粉碎？

为什么通入强大么通入强大的空气流？

的空气流？

燃烧黄铁矿燃烧黄铁矿为什么不要为什么不要多加燃料？

多加燃料？

沸腾炉沸腾炉思考：

适宜条件的选择思考：

适宜条件的选择N2接接触触室室思考：

思考：

接触室中热交接触室中热交换器的作用换器的作用?

从接触从接触室出来的气体成分是室出来的气体成分是什么？

什么？

催化剂：

催化剂：

五氧化二矾五氧化二矾（V2O5）温度：

温度：

400至至500摄氏摄氏度度压强：

压强：

常压常压温度：

温度：

400500催化剂活性较高催化剂活性较高压强：

设备、成本和能源消耗（增大压强压强：

设备、成本和能源消耗（增大压强SO2的转化率提高不大）的转化率提高不大）吸吸收收塔塔思考：

思考：

吸收三吸收三氧化硫为什么不氧化硫为什么不用水和稀硫酸，用水和稀硫酸，而用而用98.3%的浓的浓硫酸？

浓硫酸为硫酸？

浓硫酸为什么必须从塔顶什么必须从塔顶喷下？

喷下？

讨论讨论一、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了一、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学反应速率知识？

化学反应速率知识？

1、硫或黄铁矿在送入沸腾炉之前要经过粉碎。

、硫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。

、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。

、二氧化硫的氧化过程中使用催化剂。

4、采用、采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。

的浓硫酸吸收三氧化硫。

5、三氧化硫的吸收采用逆流原理。

、三氧化硫的吸收采用逆流原理。

6、在吸收中填入了大量瓷环。

、在吸收中填入了大量瓷环。

二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学平衡知识？

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。

、经过净化、干燥的炉气中，氧气的含量相对要多。

2、SO2、O2、SO3被冷却后，进一步在催化剂表面反应。

被冷却后，进一步在催化剂表面反应。

3、选择适宜的反应温度。

、选择适宜的反应温度。

4、选择适宜的反应压强。

、选择适宜的反应压强。

三环境保护三环境保护1什么是环境？

什么是环境？

2环境污染包括哪些？

环境污染包括哪些？

3SO2排放到大气中有哪些危害？

排放到大气中有哪些危害？

4大气中大气中SO2的来源的来源?

5常见大气污染物有哪些？

常见大气污染物有哪些？

6消除大气污染的方法有哪些？

消除大气污染的方法有哪些？

7防止水和土壤污染的途径有哪些？

防止水和土壤污染的途径有哪些？

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