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硫酸的工业制法PPT课件

硫酸的工业制法PPT课件

照片
.
9
吸收塔
吸
收
塔
.
10
沸腾炉照片
沸 腾 炉
.
11
接触室照片
接
触
室
.
12
• 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。
②二氧化硫的催化氧化
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
.

3
.
4
.
5
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
.
6
.
7
沸腾炉
沸 腾 炉
照片
.
8
接触室
接
触
室
.
34
.
35
• 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 预热SO2和O2反应。
.
36
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。
生产设备 沸腾炉
.
16
黄铁矿 空气
SO2、O2、 N2

(人教)高二化学选修二课件：1.1.2硫酸工业中的三废处理及能量利用

(人教)高二化学选修二课件：1.1.2硫酸工业中的三废处理及能量利用
原料FeS2与产品H2SO4之间的关系可以根据反应找出 4FeS2~8SO2~8SO3~8H2SO4,即FeS2~2H2SO4。
(2)元素守恒法:找出主要原料和最终产物之间物质的量的对应关系。找出此关 系的简便方法,就是分析原料与产物之间所含关键元素原子个数关系, 如:FeS2~2H2SO4,S~H2SO4。若已知(欲求)FeS2含量,用前面的关系式,若已知(欲 求)S的含量,用后一关系式,且二氧化硫转化率、三氧化硫吸收率均可折算成起始 物FeS2(或S)进行计算。
问题导学 当堂检测 一 二
预习导学 合作探究
分类
讨论结果
硫酸工业 综合经济 效益的讨论
生产规模和 厂址的选择
一般要从原料、水源、能源、土地供应、 市场需求、交通运输、环境保护等诸多 方面入手考虑。
问题导学 当堂检测 一 二
预习导学 合作探究
迁移与应用 例1下列废物处理方法中正确的是( ) A.化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收 B.化学实验中产生的二氧化氮废气可用烧碱溶液吸收 C.用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料 D.用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂 思路点拨:无论化学实验还是化工生产都要注意防止污染环境。
区 ③交通便利,人口稠密的居民区 ④建在环保要求高的地区,便于“三废”的治
理
A.①②③④ B.①③④
C.①②④
D.②
解析:由于硫酸是腐蚀性液体,运输费用比较高,这就决定了硫酸厂靠近消费中
心比靠近原料产地更为有利,①错,②对。硫酸厂对环境的污染比较严重,因此不应
建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区,③④错误。
问题导学 当堂检测 一 二
设可制得98%H2SO4的质量为x,则有:

硫酸工业PPT教学课件

硫酸工业PPT教学课件

例1 在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生
产操作的原因二者都正确的是( )
A．硫铁矿燃烧前需将矿石粉碎,这样易于向沸腾
炉中投料
B．炉气进入接触室之前需要净化、干燥,因为炉
气中的杂质易与SO2反应 C．SO2氧化为SO3时需使用催化剂,这样可提高 SO2的转化率 D．接触室的反应温度控制在400～500 ℃,因为在
三、硫酸工业的三废治理 1.废渣:硫铁矿沸腾焙烧产生的炉渣中含铁量大于 45%,可以用于__炼__铁__制__造__硫__酸__铁_、_氧__化__铁__红__颜__料__ 等产品. 2.废液:用水洗涤、净化沸腾焙烧炉的炉气,产生废 水.废水中主要含有_微__量__H_2_S_O__4 、氟__化__物__、铁__离__子_、 _铅__离__子_等,一般用_石__灰__中和硫酸,形成的_氢__氧__化__铁__ _絮__状__沉__淀__可以吸附重金属离子使污水净化.
3．废气:由吸收塔排出的尾气中二氧化硫的含量
如果超过500 μL·L－1,就要加以处理后才能排出.
处理的方法之一是_用__氨__水__洗__涤__烟__气__脱__硫___. 思考感悟 2．如何用化学方程式表示用氨水洗涤吸收塔排出 的尾气、用石灰处理洗涤沸腾焙烧炉的炉气所产 生的废水的过程？
【提示】 (1)吸收塔排出尾气中的二氧化硫常用 氨酸法吸收,即用氨水吸收尾气中低浓度的二氧化 硫生成亚硫酸氢铵,然后再用浓硫酸处理,生成二氧 化硫和硫酸铵. SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3 SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3 2NH4HSO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2SO2↑＋ 2H2O (NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O 产生的二氧化硫可经过干燥重新用于制硫酸,也可 经干燥后制成液态二氧化硫产品,硫酸铵作化肥.

【高中化学】硫酸的工业制法PPT课件

【高中化学】硫酸的工业制法PPT课件

原理一、提高原料转化率原理
1、增大反应物的浓度。根据勒夏特列原理，对于达到平衡后的可逆
反应，在其他条件不变时，增大一种反应物的浓度，可使平衡向正反 应方向移动，从而可以提高另一种反应物的转化率。在实际生产中，
常使反应中原料较易得到、价钱比较便宜的反应物的浓度超过反应所
需要的量，从而能提高较贵重原料的利用率。如煅烧黄铁矿制硫酸时， 采用通入过量空气的方法使黄铁矿充分燃烧。 2、逆流吸收原理。用98.3%的浓硫酸吸收时，液体和气体的流向是 相反的，液体自上而下，气体自下而上，使吸收更完全。在热交换中， 冷的和热的气体（或液体），都是采用逆流的方法进行热量交换的。
原理四、经济效益最高原理
LOGO
1、热能充分利用原理。硫酸生产过程中三个主要反应都是放
热的，可在制硫酸的工厂设置锅炉来加热水，用生成的水蒸气
发电。在接触氧化时用放出的热量来预热未起反应的空气。
2、循环原理。许多化学反应是可逆的，为了提高原料的利用
率，化学工业上一般把未起反应的原料分离出来再循环使用，
1、脱水性：可被浓硫酸脱水的物质一般为含 氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸 屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成 了黑色的炭（炭化）。 如C12H22O11===12C + 11H2O
2.吸水性： 就硫酸而言，吸水性有很多用处，比如 很多的气体都可以用浓硫酸来干燥。它是 良好的干燥剂。 这个与脱水性有很大的不 同：脱水性一般反应前没有水，而是H、O 元素以个数比2：1的形式形成水，从有机 物中出来。 除此之外浓硫酸还具有难挥发性（高沸点 ）、酸性和稳定性。
如用接触法制取中把未反应的（不能排放到空气中）加以回收
再通入接触室中继续参加反应，以保证原料的充分利用。

硫酸工业ppt

硫酸工业ppt
工业生产的硫酸是含有少量杂质的硫酸水溶液和含游离三氧化 硫的发烟硫酸。
按国家标准规定，工业硫酸规格如表所示。
表4-1 工业硫酸规格（GB534-82）
2020/9/18
4.1.1 硫酸工业在国民经济中的重要地位
硫酸是化学工业中的重要产品之一，被广泛应用于国民经济的各 个部门。
在化肥和农药的生产； 在有机合成工业中，硫酸用于各种磺化反应和硝化反应； 在无机化学工业中 ； 在冶金工业中； 在国防工业中； 在石油精炼、染料、人造纤维、食品、电池、搪瓷、医药、机械加工工业 等许多工业部门；
根据来源不同，硫铁矿又可以分为：块状硫铁矿、浮选硫铁矿和 含煤硫铁矿。
2.硫铁矿的破碎与筛分
2020/9/18
破碎
细碎
筛分
3.硫铁矿为原料生产硫酸的原则流程 以硫铁矿为原料生产硫酸，主要经历以下三个化学反应：
原料 工序
焙烧炉内焙烧
炉气净 化工序
转化器
吸收塔
以硫铁矿为原料水洗净化生产硫酸的原则流程，大致如下列框图所示。
（4-5）
2.硫铁矿焙烧的操作条件
为了提高硫铁矿中硫的烧出率和焙烧反应速率，焙烧反应要在适 宜条件下进行。
为了确定焙烧反应的操作条件，需要研究哪一个反应步骤是决定 整个焙烧反应速率的控制步骤。
由实验得到 ，硫化亚铁的焙烧反应是整个焙烧过程的控制步骤 。只要设法加快硫化亚铁的焙烧速率，就能提高整个焙烧过程
应 速 率 加 快。
图4-1 沸腾炉示意图
因 而 脱硫 率 高，而 矿 渣 中 的 残 硫 可 低 达0.1～0.5%，有利
于节省硫资源和开展矿渣综合利用，减少对环境的污染；
2020/9/18
⑤按炉床截面积计算，焙烧强度可高达7～40t.（m.s2）-1； ⑥在沸腾层内固体矿料混合均匀，不易发生局部过热现象，可允许反应温度

硫酸的工业制法PPT课件

硫酸的工业制法PPT课件
h2so4so3so2sfes2h2oo2o2o2二氧化硫气体的制备so2so2点燃4fes211o22fe2o38so2高温二氧化硫的催化氧化催化剂三氧化硫的吸收so3h2oh2so41接触法制硫酸的主要反应过程一硫酸的工业制法接触法2so2o22so3硫酸工业生产流程动画硫酸的工业生产沸沸腾炉接接触室吸吸收塔净化化冷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沸腾炉接触室照片接触室?一造气1
.
39
98.3%H2SO4
尾气 O2、SO2、N2
SO3
吸收塔
.
发烟
H2SO4
40
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。
从吸收塔上部导出的是N2、没有起反应的 O2和少量SO2，若直接排放，即浪费又污染环境， 需进行尾气处理。尾气处理要经过两个过程： 一是进行第二次氧化，即直接将尾气再次通入 接触室让其反应；二是两次氧化后的气体加以 净化回收处理。(可以用氨或纯碱吸收尾气中的 二氧化硫)
用氨吸收法回收二氧化硫(氨酸法) 2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3
SO3
热气体
接触室
.
温度较低的气体31
②二氧化硫氧化成三氧化硫 发生的反应：2SO2＋O2 V2O5 2SO3
生产设备：接触室
得到的气体：三氧化硫、氮气、 未反应的氧气 和二氧化硫
.
32
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

(苏教版化学选修2)2.3《硫酸工业》ppt课件(24页)

(苏教版化学选修2)2.3《硫酸工业》ppt课件(24页)

SO3＋H2O===H2SO4
。
自主探究
精要解读
1.硫磺或硫铁矿的燃烧
从硫铁矿制造二氧化硫，是先将矿物 空气 粉碎 ，放 入 沸腾焙烧炉 中，从该炉下部通入空气，在高温下鼓入炉中 的 把矿石小颗粒扬起，呈沸腾状燃烧氧化。
硫铁矿沸腾焙烧得到的炉气中除了含有二氧化硫外，还含有
多种杂质。这些杂质有的使催化剂中毒 、 失效 ，有的对反应
【慎思5】浓H2SO4怎样存放和运输？ 提示 在常温下，浓H2SO4存放在铁质槽车进行运输。
自主探究
精要解读
1．以FeS2为原料 高温 第一步：4FeS2(s)＋11O2(g)=====2Fe2O3(s)＋8SO2(g) 第二步：2SO2(g)＋O2(g)催化剂2SO3(g) △ 第三步：SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)
出。
(2)接触室实现了SO2氧化为SO3的目的。 (3)a相当于增大接触面积，正确；b中增加O2的量可使平衡向生 成 SO3 的方向移动，提高 SO2 的转化率，正确； c 中催化剂只对 反应速率有影响，对平衡无影响，错误； d中矿渣含大量 Fe2O3
自主探究
精要解读
【例1】接触法制硫酸时，反应的重要条件是
(
)。
A．二氧化硫必须提纯
C．催化剂需要加热 解析
B．必须用纯氧不可用空气
D．三氧化硫需用稀硫酸吸收
接触法制硫酸时制得的 SO2 必须先除去其中所含的杂
质，因为炉气中含有的水蒸气会腐蚀设备，对设备带来不良 影响，砷、硒化合物和矿尘等能使催化剂中毒，因而进行催
提示 由2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0。 故可采取 下列条件来提高H2SO4的产量 ①生成的SO3及时移出 催化剂 ②适宜的温度和压强 ③合适的

硫酸工业ppt

硫酸工业ppt

沸腾炉也有一些缺点： 沸腾炉也有一些缺点：
主要是炉气中矿尘含量高，炉气净化工序的设备要求高，负荷重； 主要是炉气中矿尘含量高，炉气净化工序的设备要求高，负荷重； 设备要求高 需要采用压头较高的鼓风机，因而，动力消耗较大。 需要采用压头较高的鼓风机，因而，动力消耗较大。
4.4 炉气的净化和干燥
4.4.1 炉气净化的目的和净化原理
破碎 细碎 筛分
3.硫铁矿为原料生产硫酸的原则流程 3.硫铁矿为原料生产硫酸的原则流程 以硫铁矿为原料生产硫酸，主要经历以下三个化学反应： 以硫铁矿为原料生产硫酸，主要经历以下三个化学反应：
原料 工序
焙烧炉内焙烧
炉气净 化工序
转化器
吸收塔
以硫铁矿为原料水洗净化生产硫酸的原则流程，大致如下列框图所示。 硫铁矿为原料水洗净化生产硫酸的原则流程，大致如下列框图所示。 为原料水洗净化生产硫酸的原则流程
⑤按炉床截面积计算，焙烧强度可高达7～40t.（m.s2）-1； 按炉床截面积计算，焙烧强度可高达 40t.（ 在沸腾层内固体矿料混合均匀，不易发生局部过热现象， ⑥在沸腾层内固体矿料混合均匀，不易发生局部过热现象，可允许反应温度 高达900℃以上； 900℃以上 高达900℃以上； 可以使用粒径小的碎块矿和有色金属矿的尾砂， ⑦可以使用粒径小的碎块矿和有色金属矿的尾砂，以及其他含硫量少的低品 位矿石为原料，有利于合理使用硫资源 合理使用硫资源； 位矿石为原料，有利于合理使用硫资源； 炉气中二氧化硫浓度高（ 体积含量可达13%），而三氧化硫含量低 13%）， ⑧炉气中二氧化硫浓度高（SO2体积含量可达13%），而三氧化硫含量低 在炉气中体积含量约为0.1% 0.3%）， 0.1%～ ），有利于减少净化过程中硫的 （SO3在炉气中体积含量约为0.1%～0.3%），有利于减少净化过程中硫的 损失。 损失。

硫酸的工业流程PPT教学课件

硫酸的工业流程PPT教学课件

工业制硫酸的主要工艺及原理
思考题
1．工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉内导出的
炉气，要经过净化的理由是（ B ）
A．为了减少对大气的污染 B．防止催化剂中毒 C．炉气还含有一些其他有用成分，以
便综合利用 D．为了制得更纯的H2SO4
2．对于接触法制硫酸的生产操作与说明生产
操作的主要理由两者都正确的是 ( BD )
素守恒，每天至少消耗空气的体积为： V(空气) =3/2×5.0×105mol×22.4mol/L×103m3/ L÷21%=80000m3
故理论上安装送风机的台数
3
3
（3）本小题中“φ(O2)的下限”，其含义 是指燃烧后剩余的O2在第二步催化氧化时恰 好完全反应，即燃烧前空气中的氧恰好满足
S+O2=SO2及2SO2+O2=2SO3两步反应。因上 述两步反应的耗O2量之比为2∶1，所以燃烧 后（第一步反应后）混合气体中O2的体积下 限V′=V(空气)×21%×1/3= V(空气)×7%。
第二步：2SO2 + O2
催化剂 加热
2SO3
第三步： SO3 + H2O
H2SO4
阅读教材,讨论、回答问题。
1.造气
(1)燃烧黄铁矿的设备叫为什么叫沸腾炉?
(2)黄铁矿燃烧时为什么要粉碎成细小的矿粒, 并且在燃烧炉中通入强大的空气流使之“沸 腾”呢?
(3)为什么通入接触室的“炉气”必须预先进 行净化和干燥?
世界硫酸生产的原料构成
我国硫酸生产的原料构成 1988～1992年中国硫酸生产的原料构成(%)
3.工业制硫酸分成几个阶段?每个阶段的 反应原理是什么?
(1).造气 (2).接触氧化 (3).三氧化硫的吸收

高三化学 硫酸的工业制法--总结.ppt

高三化学 硫酸的工业制法--总结.ppt

发生的反应
4FeS2＋11O2 == 2高F温e2O3＋8SO2
生产设备 沸腾炉
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。
• 解析：该题的解题关键是：转化成硫酸的硫来自硫铁 矿系。式抓 ，住 即了 ：这Fe一S2点—就—可以2S找出—F—eS22H和2HSO2S4O有4之2%间S的损关失 即FeS2利用率为98%。
•解：设可制得98%的硫酸质量为x
• FeS2 ——————
120 10t×72%×98%×98% X=11.5t 答：（略）
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。
2NH4HSO3+H2SO4=2SO2↑+2H2O+(NH4)2SO4， (NH4)2SO3+H2SO4=SO2↑+H2O+(NH4)2SO4
放出SO2可用于制液体二氧化硫作为化工原料， 硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸 铵肥料。
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讨论
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。
在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学 平衡知识？
CaCO3 = CO2+CaO
2CaO+2SO2+O2+4H2O =2[ CaSO4·2H2O] c、用Na2SO3溶液吸收富集SO2
Na2SO3+SO2+H2O =2NaHSO3
2NaHSO3=Na2SO3+SO2+H2O 4、能量的充分利用 在接触室中设热交换器，预热SO2和空气 。 5、洗涤、净化炉气产生的废水，含有微量H2SO4、 F-、Fe3+、Pb2+等，一般用CaO中和H2SO4，同时 形成Fe(OH)3絮状沉淀可以吸附重金属离子使污 水净化。
的速率和NO的转化率，采取的正确措施是（ B）
A、加催化剂同时升高温度
B、加催化剂同时增大压强
C、升高温度同时充入N2 D、降低温度同时增大压强
2、在新制的氯水中存在平衡： Cl2+H2O H++Cl-+HClO，若向氯水中投入少量
碳酸钙粉末，溶液中发生的变化是（ C ）
A、C（H+）减小，HClO浓度减小 B、C（H+）增大，HClO浓度增大 C、C（H+）减小，HClO浓度增大 D、C（H+）增大，HClO浓度减小
吸收塔
矿石粉碎目的：利于充分燃烧，提高原料利用率
炉气净化：防止催化剂中毒、失效，减少对设备
的腐蚀。
用98.3%的浓硫酸吸收SO3的目的: 避免产生酸雾从动画
沸腾炉
接触室
吸收塔
净 化
冷却
沸腾炉
思考：黄铁 矿为什么要 粉碎？为什 么通入强大 的空气流？ 燃烧黄铁矿 为什么不要 多加燃料？
工业制取硫酸的关键
2SO2 + O2
V2O5 加热
2SO3 △H＜0
较快的速率------高温、高压
较好的转化率------低温、高压
催化剂活性-------适宜的温度
综合：450℃ 、常压 (常压时SO2的转化率已经很 高)、通入过量的空气
三、工艺流程
铁矿石粉碎
沸腾炉高温煅烧
炉气净化
接触室催化氧化
空气
思考： 从沸腾炉出 来的气体 SO2是否纯净 ？
矿 渣
四、硫酸工业三废处理
1、矿石煅烧后的废渣含铁量高的用于炼铁，含铁 量低的造水泥
2、净化炉气的废水用石灰处理P-35 3、SO2的处理 a、用氨水吸收制取氮肥(现代工业中使用的）
2NH3+SO2+H2O =(NH4)2SO3 NH3+H2O+SO2 = NH4HSO3 b、用石灰吸收制取石膏
3、已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条 件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关 叙述正确的是 ① 生成物的百分含量一定增加 ② 生成物的产量一定增加 ③ 反应物的转化率一定增大 ④ 反应物浓度一定降低 ⑤ 正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥ 使用了合适的催化剂
A ① ② (B) ② ⑤ (C) ③ ⑤ (D) ④ ⑥
√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。
练习
1、在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：
NO（g）+CO（g）
0.5N2（g）+CO2（g）
H=- 373.2kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应
硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志
接触法制硫酸
一、原料
含硫矿石（硫铁矿或单质硫）、空气
二、反应原理
点燃
第一步：造气 S + O2
SO2
高温
4FeS2 +11 O2
2Fe2O3 + 8SO2
第二步：接触氧化
2SO2 + O2
2SO3
第三步：三氧化硫的吸收
SO3 + H2O
H2SO4
生产流程：造气→催化氧化→吸收