硫酸的工业制法

1 ．什么是环境？
大气、土地、水、矿产、森林、生物以 及风景游览区、自然保护区、生活居住 区等构成了人类生存的环境
2 ．环境污染包括哪些？
环境污染主要包括大气污染、水污染、土壤 污染、食品污染等，此外还包括固体废弃物， 放射性噪声等污染。
返回
3.SO2排放到大气中有哪些危害？
• ①人吸入SO2会发生呼吸道疾病，浓度高达一定程 度时，会使人死亡。 • ②如果SO2与空气中的飘尘接触，或跟氮的氧化物 接触，会部分被氧化为SO3，危害跟严重，这些硫 的氧化物能直接伤害植物叶片，浓度高时，会使 植物枯死。 • ③降水时，硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸 盐随雨雪降到地面，即所谓的“酸雨”。酸雨可 使湖泊水质酸化，毒害鱼类和其它水生生物；使 土壤酸化、破坏农田、损害农作物、森林；酸雨 还会腐蚀建筑物、金属制品、名胜古迹等。
返回
6．什么是热交换过程？ 6. 什么是热交换过程?
通过热交换器把反应时生 成的热，传递给进入接触 室的需要预热的混合气体， 并冷却反应后生成的气体， 像这样传递热量的过程就 是化学工业上常用的热交 换过程。
返回
7．吸收SO3为什么不直接用水或 稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？
因为用水或稀硫酸作吸收 剂时，容易形成酸雾，吸 收速度慢且吸收不充分， 而 用 98.3% 的 浓 硫 酸 作 吸 收剂，则在吸收过程中不 形成酸雾，吸收速度快且 吸收充分，有利于SO3的吸 收。
关于多步反应变一步的计算
步骤： 1.写出多步反应的化学方程式； 2.找出主要原料和最终产物之间的物质的 量的对应关系。即找出主要原料和最终产 物中所含关键原子个数关系。 3.列出关系式，解出答案。
守恒原则
•计算中可以按照守恒、累积、转化的三原则处 理有关过程及数据以化难为易。 •1.守恒原则：如黄铁矿制硫酸中 S 原子守恒，具 体表现形式为 •FeS2——2H2SO4 或 S——H2SO4
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？
生产上，常使其中一种反应物的用 量（浓度）超过反应所需的量，过 量的那种反应物往往是原料中比较 易得和便宜的，因而能使较贵重的 原料能更充分利用。
返回
4．逆流原理中接触法制硫酸的 过程中有哪些具体的作用？
在化工生产中，相互作用的原料，往往采用逆流的 方法，如：用硫酸的质量分数为 98.3%的浓硫酸吸 收三氧化硫，液体和气体的流向是相反的，液体由 吸收塔顶部淋下，气体又下向上，使作用更完全。 在热交换中，冷的和热的气体（液体），都是采用 逆流的方法进行热量交换的。硫酸工业中，接触室 内使用热交换器，使未进入接触室的 SO2和O2得以 预热，有利于 SO2 的转化；从接触室里出来 SO3 得 以降温，减少了SO3的分解。
返回
4.大气中SO2的来源？
①煤、石油的燃烧 ②金属矿石的冶炼
5.常见大气污染物有哪些？
①SO2 、 SO3 、 H2S②煤烟③氮的氧化物（ NO 、 NO2 等） ④碳的氧化物（ CO 、 CO2 ）⑤粉尘⑥碳氢化合物等。 注意：大气污染物不一定是有毒气体，如 CO2 是大 气污染物，但CO2无毒。
•【例题1 】燃烧2吨含FeS280%的黄铁矿，理论上 能生产98%的硫酸多少吨？ 解：设理论上能生产98%的硫酸X吨？ 关系式 FeS2 -------------2H2SO4 120 196 2×80% X×98% 120∶196= 2×80%∶X×98%
x=2.67(吨)
答：理论上能生产98%的硫酸2.67吨
温度：400～500℃催化剂活性较高 压强：设备、成本和能源消耗（增大压强SO2的转化率提高不大）
思考：吸收三
氧化硫为什么不 用水和稀硫酸， 而用98.3%的浓 硫酸？浓硫酸为 什么必须从塔顶 喷下？
吸 收 塔
讨论
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？
1、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。 3、二氧化硫的氧化过程中使用催化剂。 4、采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。 5、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。
返回
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？
这是因为矿粒燃烧的时候， 从炉底通入强大的空气流， 把矿粒吹得在炉内一定空 间里剧烈沸腾，好象“沸 腾着的液体”一样。因此， 人们把这种炉子叫沸腾炉。 矿粒在这种沸腾情况下， 跟空气充分接触，燃烧快， 反应完全，提高了原料的 利用率。
返回
二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了 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。
2、SO2、O2、SO3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。 4、选择适宜的反应压强。
首页
三．环境保护
练习
• • • • • • •
1．什么是环境？ 2．环境污染包括哪些？ 3．SO2排放到大气中有哪些危害？ 4．大气中SO2的来源? 5．常见大气污染物有哪些？ 6．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？
返回
6.消除大气污染的方法有哪些？
• ①减少污染物的排放，如硫酸厂、化工厂、冶炼 厂等的尾气在排放前要进行回收处理，对城市中 机动车的排放加以限制等。 • ②多植树、种草等吸收 SO2 、 CO2 等有毒有害 气体，以消除污染。
7.防止水和土壤污染的途径有哪些？
主要控制有害物的排放。工业三废（废水、废 气、废渣）要经过净化处理，回收有用成分后 再排放，要不断提高综合治理水平。农业生产 要控制化学农药的使用合理施用化肥。
练习一
例题2 • 2 燃烧 2 吨含硫 48% 的黄铁矿，理论上能生产 98% 的硫酸多少吨？（若还酸x吨
S -------------------H2SO4 32 98 2×48%×（1-2%） X×98% 32∶98=2×48%×（1-2%）∶X×98% x=2.94(吨) 答：理论上能生产98%的硫酸2.94吨。
返回
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？
制硫酸的尾气成分：SO2、O2、N2等。 由于尾气中含有SO2，如果直接排入大气， 会造成大气污染，所以在尾气排入大气之 前，必须先回收，净化处理防止SO2污染空 气并充分利用原料。
返回
9．为什么在吸收塔中填满瓷环？
用 质 量 分 数 为 98.3%
7．吸收SO3为什么不直接用水或稀硫酸，而是用98.3%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？ 9．为什么在吸收塔中填满瓷环
返回
1.工业上接触法制硫酸 中为什么要先将黄铁矿 粉碎？
为了增大反应物之间的接触面积， 因为反应物之间的接触面积越大， 反应速率就越快，制硫酸时把黄 铁矿石粉碎，并在沸腾炉中燃烧， 从而加快反应的进行，燃烧也充 分。
H2SO4 = (NH4)2SO4 + SO2↑+ H2O 制石膏
2、污水处理 Ca(OH)2 + H2SO4 =CaSO4 + 2H2O 3、废渣处理 二、能量充分利用 “废热”利用：
黄铁矿矿渣可用来制造水泥、砖和炼铁等。
（1）在沸腾炉旁设置“废热锅炉”，产生蒸汽发电；
（2）在接触室中设热交换器，预热SO 和O 。
化学课堂演示
原理
流程
问题
环保
计算
设计制作
潘
珑
退出
一、接触法制硫酸的反应原理
反应原理是： 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 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 水化合生成硫酸。
S FeS2 O2
SO2
O2
SO3
H 2O
H2SO4
返回
接触法制硫酸的反应原理和生产过程
返回
课后练习
1.近闻美国和日本正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2 污染的一种新方法，第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO2 ； 第二步是加热吸收液，使之重新生成Na2SO3 ，同时得到 含有高浓度SO2水蒸气副产品。写出上述两个反应的化学 方程式。 （1） SO2+ Na2SO3 +H2O==2NaHSO3 △ （2） 2NaHSO3 == SO2↑+ Na2SO3 +H2O 2.90年代初，国际上提出了“预防污染”的新概念。绿色化 学”是预防污染的基本手段，下列各项中属于。绿色化学” 的是（ B ） A.处理废弃物 C.减少有毒物 B.杜绝污染源 D.治理污染点 返回
化学反应原理
4 FeS2+ 11 O2===2 Fe2O3+8 SO2 2SO2+O2催化剂 ====2SO3 △
高温
生产过程
二氧化硫的制 取和净化 二氧化硫氧化成 三氧化硫
典型设备
沸腾炉 接触室 吸收塔
SO3+H2O==H2SO4
三氧化硫的吸收 和硫酸的生成
热交换器原理
生产全过程1
全过程详解
接触法制硫酸的“五个三”
尾气的净化
用氨水吸收： • SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3 • SO2+NH3+H2O===NH4HSO3 • (NH4)2SO3 +H2SO4==(NH4)2SO4+SO2↑+H2O
• 2NH4HSO3 +H2SO4==(NH4)2SO4+2SO2↑+H2O
硫酸的工业生产
硫酸工业生产流程动画
练习一
累积原则
2. 工业生产中间过程中各步的转化率、产 率可累积到原料或产物上。 例： 1 吨含 FeS280% 的黄铁矿，煅烧 FeS2 时 的利用率为 90% ， SO2 转化为 SO3 的转化率 为96%， H2SO4的吸收率为95%，求可生产 98%的硫酸多少吨？ （1.09t） FeS2------------------------------2H2SO4 120 196