硫酸的工业制法
硫酸工业制法
硫酸工业制法
硫酸工业制法是利用自然资源制造许多化学产品的一个非常重要的工业过程。
它是一种将硫和酸碱反应，并在高温下生成硫酸的制法。
这种过程可以制造出大量综合材料，如铝硅复合材料，磷酸钙粉末，烟灰，和硫酸盐。
硫酸工业制法的步骤相当简单，包括硫的提取，酸的导入和充气两个阶段。
首先，要从自然界中提取硫，这就是把煤、矿物或者天然气中的硫单独提取出来。
一旦这个过程完成，硫将需要搅拌和氧化，使它能够发生反应，然后也就是酸的导入，也可以用于氧化硫。
在充气过程中，需要将产生的反应物搅拌均匀，最后在高温下再加热。
硫酸工业制法在把硫酸制成产品方面也发挥了重要作用。
它能够把硫酸分解成多种不同的化学反应，使其能够生成不同的化合物，从而制备出不同类型的产品，如磷酸钙、硫酸盐和铝硅复合材料等。
硫酸工业制法对于环境也是有利的。
它能把对环境有害的化学物质，如二氧化硫和一氧化碳等,分解成有用的产品；此外，它也可以减少废水排放和节约能源，从而减少对环境的危害。
硫酸工业制法在普遍应用承受了极大的便利，因此受到广泛的重视，是当今化学产品制造的重要方法。
有经验的专业人员必须按照一定的规则，控制和协调活动，确保制作的质量和安全，确保硫酸工业制法的顺利实施。
工业制备硫酸的简单流程
工业制备硫酸的简单流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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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。
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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。
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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。
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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
硫酸的工业制法分析解析
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。
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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
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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。
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三．有关化学计算
•几个概念：化学计算中涉及到工业生产实际中 的“四率”（即转化率、利用率、产率、损失 率）和纯度。 •物质的纯度=（纯物质/不纯物质）×100% •产率=（实际产量/理论产量）×100% •利用率=（实际利用原料量/实际投入原料总量） ×100% •损失率：1-利用率 •在原料中：转化率=利用率
硫酸的工业制法
硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理（1）SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面（矿石粉碎）（2）SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换（3）SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收，可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后，可制得化肥(NH4)2SO4，并回收了SO2。
3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应（即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物）的计算时，可用关系式法一步求解。
此种方法的关键，是根据各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比，列出相应的关系式，然后按常规方法求解。
二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。
稀硫酸具有酸类的通性（H+的性质），而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子，因而浓硫酸除具有酸类的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。
1、浓硫酸的吸水性。
浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。
其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物：H2SO4·nH2O（n = 1,2,4,6,8）。
同时放出大量的热。
这些水合物很稳定。
利用浓H2SO4的吸水性，可以做干燥剂。
浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体，也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体；但不能干燥NH 3等碱性气体，也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。
2、浓硫酸的脱水性。
硫酸的工业制法
硫酸的工业制法硫酸硫酸盐一、硫酸的工业制法——接触法1、接触法制硫酸的生产原理及工业设备生产阶段化学方程式工业设备生产原理（1）SO2的制取与净化4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉扩大接触面（矿石粉碎）（2）SO2氧化成SO32SO2 + O22SO3接触室热交换（3）SO3的吸收和硫酸的生成SO2 + H2O = H2SO4实际是用浓H2SO4吸收吸收塔逆流吸收2、尾气的吸收，可用氨水吸收2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3NH3 + H2O + SO2 = NH4HSO3将生成物用稀硫酸处理后，可制得化肥(NH4)2SO4，并回收了SO2。
3、生产简要流程4、有关物质纯度、转化率、产率的计算物质的纯度不纯物中所含纯物质的质量不纯物质的总质量100%5、多步递进反应的关系式计算法遇有多步递进反应（即前一步反应的产物就是后一步反应的反应物）的计算时，可用关系式法一步求解。
此种方法的关键，是根据各步反应的化学方程式，找出起始原料与最终产物之间的物质的量之比，列出相应的关系式，然后按常规方法求解。
二、浓硫酸的特性硫酸的化学性质跟它的浓度有密切的关系。
稀硫酸具有酸类的通性（H+的性质），而浓硫酸中存在大量未电离的硫酸分子，因而浓硫酸除具有酸类的通性外，还具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性。
1、浓硫酸的吸水性。
浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和吸收结晶水的性能。
其原因是硫酸分子极易与水分子化合成一系列稳定的水合物：H2SO4·nH2O（n = 1,2,4,6,8）。
同时放出大量的热。
这些水合物很稳定。
利用浓H2SO4的吸水性，可以做干燥剂。
浓H2SO4能干燥H 2、O 2、CO 等中性气体，也能干燥SO 2、Cl 2、CO 2、HCl 、HF 等酸性气体；但不能干燥NH 3等碱性气体，也不能干燥HBr 、HI 、H 2S 等有强还原性的气体。
2、浓硫酸的脱水性。
硫酸的工艺流程
硫酸的工艺流程
《硫酸的工艺流程》
硫酸是一种重要的化工产品，广泛用于冶金、化肥、石油加工、纺织、皮革和医药等行业。
其生产工艺主要包括硫磺氧化法、硅酸盐法和废液回收法等。
硫磺氧化法是目前最为常用的生产硫酸的工艺。
其主要步骤包括：
1. 硫磺熔炼：将硫磺加热至液态状态，然后注入反应器中。
2. 硫磺氧化：将空气或纯氧气通过反应器底部的鼓风管道注入，与硫磺发生氧化反应生成二氧化硫。
3. 二氧化硫氧化：将生成的二氧化硫与空气或纯氧气在催化剂的存在下发生氧化反应，形成二氧化硫。
4. 吸收：将二氧化硫通入吸收塔内，与稀硫酸反应生成浓硫酸溶液。
5. 蒸馏：用蒸汽对硫酸浓液进行蒸馏，使其浓缩至所需浓度。
硅酸盐法生产硫酸的主要步骤包括：
1. 生石灰的制备：将石灰石煅烧或石灰石加水生成生石灰。
2. 石膏制备：将生石灰与高岭土或石膏石反应生成石膏。
3. 石膏焙烧：将石膏加热至一定温度使其分解产生二氧化硫。
4. 二氧化硫氧化：将生成的二氧化硫与空气或纯氧气在催化剂的存在下发生氧化反应，形成二氧化硫。
5. 吸收：将二氧化硫通入吸收塔内，与稀硫酸反应生成浓硫酸溶液。
废液回收法则是利用工业废水或含硫废气中的二氧化硫进行回收，经过氧化和吸收过程得到浓硫酸。
以上是几种常见的硫酸生产工艺流程，随着技术的不断进步和环保要求的提高，硫酸的生产工艺也在不断完善和更新。
硫酸工业制法
∽ 2SO3
∽ 2H2SO4
S∽H2SO4 ∽
1、解题技巧——关系式法 解题技巧 关系式法
2、利用率和产率之间的转换 吨含FeS280%的黄铁矿来制取 【例2】利用 吨含 】利用1吨含 的黄铁矿来制取 转化为SO 硫酸，假设反应过程中由FeS2转化为 2损失 硫酸，假设反应过程中由 ％，由 氧化成SO 时的利用率只有75％， 硫2％，由SO2氧化成 3时的利用率只有 ％， ％， 问这1吨黄铁矿可以制的 吨黄铁矿可以制的95％的硫酸多少吨？ 问这 吨黄铁矿可以制的 ％的硫酸多少吨？ （1）原料的利用率有传递关系 吨含硫48％的黄铁矿为原料， 【例3】用32吨含硫 ％的黄铁矿为原料，用 】 吨含硫 接触法制硫酸。若原理的利用率为96%，硫酸 接触法制硫酸。若原理的利用率为 ， 的产率为90%，则可以制的浓度为98%的硫酸 的产率为 ，则可以制的浓度为 的硫酸 几吨？ 几吨？ （2）产率可视为利用率
第六节
硫酸工业制法
一、反应原理 1、制备二氧化硫
燃烧硫或黄铁矿石制取SO 燃烧硫或黄铁矿石制取 2 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
2、二氧化硫的催化氧化
2SO2（g）+O2（g） ） ） 2SO3（g）； ）；
3、三氧化硫的、二氧化硫的制取和净化 →沸腾炉 2、二氧化硫的催化氧化 3、三氧化硫的吸收 三、尾气吸收 →氨酸法 →接触室 →吸收塔
四、多步反应计算
【例1】以含 】以含FeS270%的硫铁矿为主要原料制造 的硫铁矿为主要原料制造 硫酸， 吨这种矿石理论上可以制得98%的 硫酸，每1000吨这种矿石理论上可以制得 吨这种矿石理论上可以制得 的 H2SO4 1166.7 吨。 FeS2 ∽ 2SO2 FeS2 ∽ 2H2SO4
硫酸,硫酸工业制法
原料准备与处理
硫磺
01
硫磺是硫酸生产的主要原料，需经过筛选、破碎、研磨等工序，
将其细化为适合反应的颗粒大小。
燃料和氧化剂
02
生产硫酸需要燃料提供热量，同时需要氧化剂如空气或氧气参
与燃烧反应。
水
03
硫酸生产过程中需要大量的水，主要用于吸收反应生成的尾气，
同时用于设备的冷却和洗涤。
燃烧反应
燃烧室
硫磺、燃料和氧化剂在燃烧室中进行高温燃烧，生成二氧化硫气 体。
硫酸生产过程中产生的废水含有酸性物质和重金属离子，需要进行 处理后达标排放。
废渣处理
硫酸生产过程中产生的废渣含有硫铁矿和重金属离子，需要进行妥善 处理和利用。
05 硫酸工业的发展趋势与展 望
提高硫酸生产效率
优化工艺流程
通过改进工艺流程，提高设备运行效率，降低生 产过程中的能耗和物耗。
强化技术创新
产品质量
通过控制吸收反应的条件， 可以生产不同浓度的硫酸， 满足市场需求。
三废处理与环境保护
废气处理
硫酸生产过程中产生的废气需 经过除尘、脱硫等处理，以减
少对环境的污染。
废水处理
产生的废水需经过处理，去除 其中的有害物质，达到排放标 准后才能排放。
废渣处理
产生的废渣需进行妥善处理或 再利用，以减少对环境的影响 。
接触法制硫酸
接触法制硫酸的基本原理是利用硫或硫化物与空气中 的氧气反应，生成二氧化硫气体，再经过催化氧化生
成三氧化硫，最后与水反应生成硫酸。
接触法制硫酸的优点在于可以利用硫或硫化物作为原 料，同时可以利用工业尾气中的二氧化硫气体进行回
收利用。
接触法制硫酸的缺点在于需要高温高压的反应条件， 同时尾气处理难度较大。
硫酸的工业制法
硫酸的工业制法———接触法制硫酸
⑴接触法制硫酸的过程和原理（完成化学方程式）：
（1）造气：4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2（在沸腾炉中进行）；
（2）接触氧化：2SO2+O2==2SO3（在接触室中进行）；
（3）SO3的吸收：SO3+H2O==H2SO4（在吸收塔中进行）。
量空气。
⑶煅烧黄铁矿制得的炉气中含有SO2、O2、N2、水蒸气及砷、硒等化合物和矿尘，
需要除尘、__洗涤____和干燥，避免催化剂中毒。
条件下进行有利?
①使用催化剂：V2O5
②温度的选择：400℃--500℃
③压强的选择：常压
⑸接触氧化过程，应用了热交换器设备，其优点是预热炉气、冷却反应后生成的气体。
⑹工业上用98%浓硫酸吸收SO3，是因为防止形成酸雾，以便使三氧化硫吸收完全，提高三氧化硫的吸收效率。
⑺硫酸工业“三废”的处理和利用：
①尾气中的SO2，用氨水吸收，可得到氮肥。
反应方程式是SO2＋2NH3＋H2O＝(NH4)2SO3
(NH4)2SO3＋H2SO4＝(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O。
②污水中含有硫酸，可用石灰乳吸收，反应方程式是Ca(OH)2＋H2SO4＝CaSO4＋2H2O
③废渣的利用。
矿渣一般可用来作为制造水泥的原料或用于制砖
含铁品位高的矿渣，经处理后可以炼铁。
④硫酸生产过程中的三个反应是放热反应。
⑤如果要筹建一间硫酸厂，你认为应该考虑哪些因素？
硫酸厂靠近消费中心比靠近原料产地更为有利
硫酸厂不应建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区。
生产过程示意图。
硫酸的工业制法方程式
硫酸的工业制法方程式硫酸是一种广泛使用的化学品，用途包括锌锰电池、炸药、塑料制品、纺织品等。
它也是许多行业的重要原材料，例如冶金、化工和农业。
因此，硫酸的工业制法成为了极为重要的研究领域。
在这篇文章中，我们将探讨硫酸的工业制法方程式。
硫酸的制法有很多种，其中最常用的方法是沃卢姆法和接触法。
下面我们将重点介绍沃卢姆法。
沃卢姆法的主要反应是二氧化硫和氧气的催化氧化反应，生成二氧化硫三氧化物，再与水反应生成硫酸，反应方程可以写为：2 SO2 + O2 → 2 SO3SO3 + H2O → H2SO4如上方程所示，二氧化硫被催化氧化为二氧化硫三氧化物，再与水反应形成硫酸。
沃卢姆法中使用的催化剂一般为铋蒸汽或钒五氧化物。
铋蒸汽是二氧化硫和空气通过白磷加热而得到的。
钒五氧化物是在低温下和氧气反应得到的。
这两种催化剂都可以降低氧化反应的活化能，在反应过程中保持较高的催化活性。
沃卢姆法还有一个重要的前处理步骤，即二氧化硫的制备。
二氧化硫可以通过燃烧硫汞矿，或者通过铜、锌的还原反应获得。
在沃卢姆法中，一般采用锌还原法生成二氧化硫，反应方程式如下：Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2 + 2H2O在这个反应中，锌还原了硫酸，并在高温下生成硫酸和二氧化硫。
生成的二氧化硫被收集，并作为下一步反应的原料。
总的来说，沃卢姆法是一个高效而经济的硫酸工业生产方法。
这种方法以二氧化硫为原料，通过催化氧化反应，生成硫酸。
它的优点是操作简单，可以在自然条件下进行，而且生产成本低。
综上所述，硫酸的工业制法可以通过化学反应方程式体现。
沃卢姆法是目前此类反应中使用最广泛的一种。
能够合理运用生产工艺，在工业生产中大量地制造硫酸。
工业制硫酸的工艺流程
工业制硫酸的工艺流程
《工业制硫酸的工艺流程》
工业制硫酸是一项重要的化工生产过程，其工艺流程包括硫磺燃烧、稀释、吸收、浓缩和结晶等阶段。
以下是一般工业制硫酸的操作步骤：
1. 硫磺燃烧：首先，将硫磺粉末燃烧生成二氧化硫气体。
硫磺燃烧反应的化学方程式是：
S + O2 → SO2
2. 稀释：将二氧化硫气体和空气以一定的比例稀释，以便进行后续的吸收和处理。
3. 吸收：将稀释后的二氧化硫气体通过吸收塔，用稀释的硫酸或氢氧化钠溶液进行吸收，生成硫酸或硫酸钠溶液。
4. 浓缩：通过蒸发器或其它设备，将稀释的硫酸或硫酸钠溶液进行浓缩，得到某一浓度的硫酸或硫酸钠。
5. 结晶：在合适的温度和压力下，通过冷却结晶或者蒸发结晶的方式，使得硫酸或硫酸钠结晶，并进行提纯和干燥处理，得到成品硫酸。
除了上述基本的工艺流程外，工业制硫酸的生产还需要考虑设备的选型和操作参数的控制，以确保生产过程的安全和稳定。
同时，对废气和废水的处理也是工业制硫酸生产中需要重点考
虑的环保问题。
总之，工业制硫酸的工艺流程涉及反应、分离、浓缩和干燥等多个步骤，需要综合考虑原料、能耗、安全和环保等因素，以满足市场的需求和国家的标准。
硫酸工业制法
②洗涤：除砷、硒等的化合物
③干燥：除水蒸气
② 二氧化硫氧化成三氧化硫 ----接触室 2SO2+O2=4V52=0O0C=5 2SO3+196.6kJ
回答下列问题：
（1）二氧化硫在什么条件下才能氧化成三氧化硫？
（2）这个反应是在什么设备中进行的？为什么？
（3）热交换器的作用是什么？
接触室
热交换器
② 二氧化硫氧化成三氧化硫----接触室 2SO2+O2=4V52=0O0C=5 2SO3+196.6kJ
2H2SO4
196 x×98%
练习：KKP102(7)
附件
流程图
H2SO4
硫酸的工业生产 硫酸工业生产流程动画
沸腾炉
接触室
吸收塔
净 化
冷却
沸
沸腾炉
腾
炉
接触室
低温
接
SO2 O2
触
室
高温 SO2 O2
SO3 SO2 O2
吸
收
吸收塔
塔
六、掌握多步计算的技能---（相当关系式计算） （原子守恒）
高温
4FeS2 +11 O2
2Fe2O3 + 8SO2
催化剂
2SO2 + O2 加 热 2SO3
（一）、反应原理：
S
FeS2=SO2= SO3 =H2SO4
(二硫化亚铁)
（二）、生产过程： 1. 二氧化硫的制取和净化：
（1）主要设备：沸腾炉
（2）主要反应：
4FeS2＋11O2
还原剂 氧化剂
2Fe2O3＋8SO2
既是氧化产物，又是还原产物
（3）炉气净化：三净化 （防止催化剂中毒） ①除尘：除矿尘
硫酸的工业制法(共11张PPT)
干燥 洗涤 除尘
原料(yuánli粉ào碎) (fěn suì)
1）.造气—沸腾炉
高温
4FeS2+11O2==2 Fe2O3+8SO2
炉气
气(kōngqì)
沸腾炉
第七页，共11页。
2） 接触(jiēchù)氧化 -----接触
(jiēchù)室
（1）反应
（(fǎ2n）yìn设g)备原理
2SO2+O2=4V5=20O0C=5 2SO3
化学工业(huàxué gōngyè)之母：硫酸
第一页，共11页。
硫酸(liú suān)的工业 制备
第二页，共11页。
我国古代制硫酸(liú suān)的 方法：
2F4 e △ F S2 O e O 3 S2 O S3 O Cu4S △ O Cu S O 3 O
SO 3H 2OH 2S4 O
吸收时，不用水吸收SO3而是用98.3 % 的浓H2SO4吸收，为什么？
工业上是用98%硫酸来吸收三氧化硫(sān yǎnɡ huà liú) ，不用水吸收因为如果用 水的话，会形成硫酸的烟雾，将三氧化硫 (sān yǎnɡ huà liú)溶于浓硫酸中可以避 免这种情况。
第十页，共11页。
4）.尾气(wěi qì) 处理
尾气的组成(zǔ chénɡ)：SO2,O2,N2、 少量SO3等
回收利用(lìyòng)
碱液吸收法：NH3·H2O
2NH3+H2O+SO2==(NH4)2SO 3
第十一页，共11页。
第三页，共11页。
常见(chánɡ jiàn)的 含硫矿物
（1）三种(sān zhǒnɡ)原料：
碱液吸收法：NH3·H2O
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S＋O2 点燃 SO2
4FeS2＋11O2 高温 2Fe2O3＋8SO2
催化剂
2SO2＋O2
2SO3
③三氧化硫的吸收
SO3 ＋H2O → H2SO4
硫酸的工业生产 硫酸工业生产流程动画
沸腾炉
接触室
吸收塔
净 化
冷却
沸腾炉
沸 腾 炉
照片
接触室
接 触 室
照片
吸收塔
吸
收
塔
沸腾炉照片
炉气净化主要除去砷、硒等化合物 和矿尘；
炉气的净化
炉气的成分：二氧化硫、氧气、氮气、 水蒸气、矿尘、砷硒化合物等
净化的目的： 防止催化剂中毒和设备腐蚀
方法：除尘（除矿尘） 洗涤（除去砷、硒等化合物） 干燥（除水蒸气）
• 净化设备： • 1、旋风分离器 • 2、文丘里除尘 • 3、水洗塔
二、接触氧化
硫黄 65%
黄铁矿 16%
其他 19%
• 2．煅烧黄铁矿 将硫黄或经过粉碎的黄铁矿，分别放在
专门设计的燃烧炉中，利用空气中的氧气使 其燃烧，就可以得到SO2。
煅烧黄铁矿在沸腾炉中进行。 造气阶段的反应原理：
• S(s)+O2(g)=SO2(g)；△H= -297kJ/mol
• 或者FeS2(s)+O2(g)=Fe2O3(s)+2SO2(g)；△H= 853kJ/mol
• 1．反应原理 SO2跟O2是在催化剂（如V2O5）表面
上接触时发生反应的，所以，这种生产 硫酸的方法叫做接触法。
从沸腾炉出来的气体主要有：SO2、 O2、N2，它们进入接触室，发生氧化反 应：
SO2、O2
温度较高的气体
经净化的 SO2、O2
冷气体
SO3
热气体
接触室
温度较低的气体
②二氧化硫氧化成三氧化硫
• 黄铁矿粉碎的目的：一是燃烧迅速，二是 燃烧充分，提高原料的利用率。
沸腾炉的名称是因为从炉底通入的强 大空气流，在炉内一定空间里把矿粒吹得 剧烈翻腾，好像“沸腾着的液体”，所以， 人们把这种燃烧炉叫做沸腾炉。
在此阶段中，空气是过量的，目的就 是让黄铁矿充分反应。
2、硫酸生产过程简介
①二氧化硫的制取和净化
硫酸的工业制法
• 1．了解工业制硫酸的化学原理、原料、 设备和生产过程。
• 2．运用化学反应速率和化学平衡理论分 析SO2接触氧化的条件。
思考：怎样制取硫酸？
S O2 SO2 O2 SO3 H2O H2SO4 FeS2 O2
一、硫酸的工业制法-----接触法
Байду номын сангаас
1、接触法制硫酸 的主要反应过程 ① 二氧化硫气体的制备
SO3
吸收塔
发烟 H2SO4
不用水或稀硫酸吸收!
• 由于反应SO3+H2O= H2SO4是一个放热 反应，如果用水或稀硫酸吸收SO3，放出 的热量会使溶液形成大量的酸雾，不利 于SO3的吸收，所以工业上用98.3%的浓 酸吸收SO3，然后在水或稀硫酸中稀释浓 硫酸，制得各种浓度的硫酸产品。
③三氧化硫跟水化合生成硫酸
发生的反应
高温
4FeS2＋11O2 == 2Fe2O3＋8SO2
生产设备 沸腾炉
黄铁矿 空气
SO2、O2、 N2 矿渣
原 料
炉气
粉 碎 空气
除
洗
干
尘
涤
燥
沸腾炉
• 为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？
讨 论 • 为什么要从炉底通入强大空气流？
• 从燃烧炉中出来的气体叫做炉气，用燃 烧黄铁矿制得的炉气含有SO2、O2、N2、 水蒸气以及一些杂质，如砷、硒等的化 合物和矿尘等。杂质和矿尘都会使钒催 化剂中毒，水蒸气对设备和生产也有不 良影响，因此，在进行下一步氧化反应 前，必须对炉气进行净化。
沸 腾 炉
接触室照片
接
触
室
• 一、造气 1．原料 接触法制硫酸可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属
冶炼厂的烟气（含有一定量的SO2）等作原料。
从原料成本、环境保护等角度考虑，硫黄是制硫酸的 首选材料。我国由于硫黄矿产资源较少，主要用黄铁矿作 原料。
世界硫酸产量的60%以上来自硫黄，另一方面，由于 有色冶金工业的发展和日趋严格的环保法则，有色金属冶 炼烟气制酸的产量逐年增加。相反，黄铁矿制酸的比重却 呈下降趋势，90年代初，世界硫酸生产的原料构成为：
预热SO2和O2反应。
为什么要换热?
• 由于接触氧化是一个放热反应，要想 增大SO2的转化率、提高SO3的产率，平 衡要向正反应方向移动，根据平衡移动 理论，高温不利于SO3的生成，所以装一 个热交换器可用来把反应生成的热传给 需预热的炉气。
逆流换热
• 在热交换器中，冷气体（SO2和O2等）在 管道外流动，热气体（SO3等）在管道内 流动，两种气体流向是逆向的，这样有 利于热交换充分。
发生的反应：2SO2＋O2 V2O5
生产设备：接触室
2SO3
得到的气体：三氧化硫、氮气、 未反应的氧气 和二氧化硫
2．SO2接触氧化反应条件选择
• （1）温度 在具体实际生产中，温度低了反应速率就低，更
为重要的是催化剂活性在低温时不高，从综合经济效 益考虑，温度过低对生产不利。
在实际生产中，选定400℃～500℃作为操作温度， 因为在这个温度范围内，催化剂的活性（反应速率） 和SO2的平衡转化率（93.5%～99.2%）都比较理想。
1．SO3的吸收
• 吸收过程是在吸收塔里进行的。从 接触室出来的气体，主要是SO3、N2以及 未起反应的O2和SO2。SO3与H2O化合生 成H2SO4。H2SO4虽然由SO3跟H2O化合制 得的，但工业上并不直接用H2O或稀 H2SO4来吸收SO3。
98.3%H2SO4
尾气 O2、SO2、N2
（2）压强
•
理论上：接触氧化是一个体积缩小的反应，增大
压强平衡向正反应方向移动，可提高SO2的转化率。
实际上：常压操作，并不加压。
原因有两点：一是在常压时SO2的平衡转化率已经 很高，增大压强后，SO2的平衡转化率提高得并不多； 二是加压对设备的要求高且耗能多，这样将增大投资 和能量消耗。
• 进入接触室的SO2和O2需要加热，而接触 氧化生成SO3时放出热量，反应环境温度 会不断升高，用热交换器将这些热量来
发生的反应：SO3＋H2O == H2SO4
用98.3%浓硫酸吸收三氧化硫 生产设备：吸收塔
• 吸收塔里装填了大量瓷环，目的是增 大接触面积，吸收操作采取逆流形式也 是为了让SO3气体和98.3%浓硫酸充分接 触，有利于吸收充分。
3、回收、净化处理尾气，保护环境。