工业制硫酸.ppt

接触室
接 触 室
照片
吸 收 塔
吸收塔
流程图
工业沸腾炉照片
沸 腾 炉
工业接触室照片
接 触 室
1、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之毁灭。——卢梭 2、教育人就是要形成人的性格。——欧文 3、自我教育需要有非常重要而强有力的促进因素——自尊心、自我尊重感、上进心。——苏霍姆林斯基 4、追求理想是一个人进行自我教育的最初的动力，而没有自我教育就不能想象会有完美的精神生活。我认为，教会学生自己教育自己，这是一种 最高级的技巧和艺术。——苏霍姆林斯基 5、没有时间教育儿子——就意味着没有时间做人。——（前苏联）苏霍姆林斯基 6、教育不是注满一桶水，而且点燃一把火。——叶芝 7、教育技巧的全部奥秘也就在于如何爱护儿童。——苏霍姆林斯基 8、教育的根是苦的，但其果实是甜的。——亚里士多德 9、教育的目的，是替年轻人的终生自修作准备。——R.M.H. 10、教育的目的在于能让青年人毕生进行自我教育。——哈钦斯 11、教育的实质正是在于克服自己身上的动物本能和发展人所特有的全部本性。——（前苏联）苏霍姆林斯基 12、教育的唯一工作与全部工作可以总结在这一概念之中——道德。——赫尔巴特 13、教育儿童通过周围世界的美，人的关系的美而看到的精神的高尚、善良和诚实，并在此基础上在自己身上确立美的品质。——苏霍姆林斯基 14、教育不在于使人知其所未知，而在于按其所未行而行。——园斯金 15、教育工作中的百分之一的废品，就会使国家遭受严重的损失。——马卡连柯 16、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身 上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。——苏霍姆林斯基 17、教育能开拓人的智力。——贺拉斯 18、作为一个父亲，最大的乐趣就在于：在其有生之年，能够根据自己走过的路来启发教育子女。——蒙田 19、教育上的水是什么就是情，就是爱。教育没有了情爱，就成了无水的池，任你四方形也罢、圆形也罢，总逃不出一个空虚。班主任广博的爱 心就是流淌在班级之池中的水，时刻滋润着学生的心田。——夏丐尊 20、教育不能创造什么，但它能启发儿童创造力以从事于创造工作。——陶行知

的 化 收 现代工业制硫酸多用接触氧化法
近代英国用铅室法制硫酸。
制
成
和
取
三
和
氧
净
化
化
硫
硫 酸 的 生 成
1. 二氧化硫的制取和净化
高温
4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2
原
料
炉气 SO2、O2、N2、水蒸气以及
一些杂质，如As、Se等的
粉
碎
化合物和矿尘等等。
氧气
除洗
干
沸腾炉
尘涤
燥
2. 二氧化硫氧化成三氧化硫
二 氧
三 氧
二氧化硫的制取和净化
氧 化 化 ——接触法制硫酸
硫 公元650～683年（唐高宗时），炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆（胆矾）
化 硫 的 而获得硫酸。 硫 转 2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O
吸 欧洲最早的制硫酸方法为：加热蒸馏绿矾。
2SO2+O420=0V~=25O0=5002C SO3
二氧化硫氧化成三氧化硫
450 C 2 二氧化硫转化成三氧化硫
0
2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O
850 C 1 二氧化硫的制取和净化
——接触法制硫酸
0
二氧化硫氧化成三氧化硫
(NH4)2SO3+H2SO4 ===(NH4)2SO4+H2O +SO2
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尾气
SO3 + H2O===H2SO4
98.3%H2SO4
沸腾炉
热 交 5000C 换1500C

98.3%H2SO4
。
尾气
逆 流 原 理 应 用 热 5000C 交1500C 换
沸腾炉
接触室
吸收塔
思考7：为什么尾气未经处理不准直接排入大气？ 4.尾气处理
尾气的组成：SO2,O2,N2 （1）碱法： Na2CO3
。
Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2
S O 为 因 是 ，3 收吸
用上业工
(2)氨水法： NH3· H2O
2NH3· H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O
三、环境保护 环境污染：大气污染、水污染、 土壤污染、食品污染、固体废 弃物、放射性污染、噪声污染 等。 工业上的三废：废水、废渣、废气
1．在硫酸工业生产中，为了有利于SO2 的转化，且能充分利用热能，采用了中 间有热交换器的接触室（如右图），图 中在a、b、c处流入或流出的气体正确的 是（ B ） A．a处SO2、N2 B．b处SO2、O2、N2 C．a处SO3、O2 D．c处SO3、N2
• 2．在氧气中灼烧0.8g由硫、铁元素组成 的化合物，使其中的硫经过一系列变化最 终全部转化为硫酸，用20 mL 1 mol· L-1的 烧碱溶液恰好能完全中和这些硫酸，则原 混合物中硫的质量分数约为（ ）。 • A40% B46% C53.3% D80 % • 3．含FeS2 80%的硫铁矿，煅烧时损失硫 5%，SO2氧化成SO3时利用率为98%，问 生产1 t 98%的硫酸，需要这种硫铁矿多少 t？
奉化中学
2008.12.9
一、接触法制造硫酸的反应原理
思考1：考虑原料和成本等因素，你认为工业
合成硫酸的途径如何？写出化学方程式。
S
SO2
SO3

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
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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。

工业制硫酸
工业制硫酸是一项重要的工业制造过程，不仅具有广泛的应用，同时也带来 了环境问题。本课件将介绍硫酸的生产过程、应用以及相关的环境保护措施。
硫酸生产过程
1
采Байду номын сангаас原材料
从矿石或废弃物中提取硫元素。
制备浓硫酸
2
通过吸收二氧化硫、去除杂质和蒸馏等
步骤制备浓硫酸。
3
生产浓硫酸
包括冷凝、焙烧和蒸馏等过程。
硫酸生产会释放大量的二氧化硫，对大气环 境造成污染。
2 废水处理
硫酸生产过程中产生的废水需要经过处理才 能排放。
3 酸雨的影响
硫酸的排放可能导致酸雨，对环境、植物和 土壤造成损害。
4 环境保护改善措施
加强污染治理、提高资源利用率和推广清洁 生产技术等。
总结
工业制硫酸是一项重要的工业制造过程，它的应用广泛，但同时也带来了环境问题。需要加强环保措施，以减 少对大自然的影响。
硫酸的应用
作为化工原料
用于生产肥料、塑料、纤维 等化学品。
作为酸性催化剂
加速化学反应，常用于石油 精炼和合成材料的制造。
用于电池制造
用于制造铅酸电池、锂离子 电池等。
用于金属加工
用于腐蚀金属表面、清除氧化物等。
用于清洗和消毒
硫酸具有杀菌、杀毒等效果，常用于清洗和消 毒。
硫酸生产的环境问题
1 二氧化硫的排放

硫酸的工业制法
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
1、接触法制硫酸 的主要反应过程 ① 二氧化硫气体的制备 ②二氧化硫的催化氧化 ③三氧化硫的吸收 S＋O2
点燃
SO2
高温
4FeS2＋11O2 2SO2＋O2
2Fe2O3＋8SO2 2SO3
余8g 残渣（残渣中不含硫元素）。又知在接触法制硫酸的生产中，有 2%的硫受损失混入炉渣。用上述黄铁矿150 t ,可制得98%的浓硫酸多
少吨？
解：设 10g 黄铁矿中 FeS2 的质量为 x 4FeS2 + 11O2Biblioteka = 2Fe2O3 + 8SO2
固体减重
480g-320g = 160g 10g – 8g = 2 g
实验室用什么试剂吸收SO2?工业上是否适用?
用氨吸收法回收二氧化硫
2NH3 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3
(NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 +H2O + SO2↑ 化肥 回收利用
二、接 触 法 制 硫 酸 小 结
三阶段 三方程 三设备
【例】含二氧化硅的黄铁矿样品10g 在空气中充分燃烧，最后剩
催化剂
SO3 ＋H2O → H2SO4
2、硫酸生产过程简介
①二氧化硫的制取和净化
发生的反应 4FeS2＋11O2 == 2Fe2O3＋8SO2
高温
生产设备 沸腾炉
SO2、O2、 N2
黄铁矿
矿渣
空气
原 料 粉 碎

硫酸的工艺流程图
硫铁矿的陪烧
炉气的净化
气体的干燥
二氧化硫的转化
三氧化硫的吸收
一、硫酸的生产方法
硫酸是三氧化硫和水化合后的产物 即： SO3+H2O=H2SO4 制取SO3是 由于硫磺及硫化物在空气中易于燃烧，同时
生成SO2，即： S+O2=SO2
使二氧化硫催化氧化可得三氧化硫
即: 2SO2+O2=2SO3
从沸腾炉焙烧硫铁矿得到的炉气中，除了 SO2 和O2是转化工序所需的有用气体、N2是惰性气体外， 还含有哪些有害物质？
矿尘
As Se H2O+SO3
阻塞管道和设备，增大流体阻力，降 低钒催化剂的活性。
As2O3 SeO2
使钒催化剂中毒
生成硫酸雾
腐蚀设备、管道，降 低钒催化剂的活性。
●旋风除尘 此方法主要是排出0.1～0.2μｍ以上的矿尘颗粒。
•硫酸生产方法的简介 •硫酸的工艺流程图 •反应设备的简介 •催化剂的选用 •硫酸生产工艺路线及分析 •内容小结
硫酸生产方法的简介
硫酸的生产方法有：塔式法、铅室法 和接触法。本次采用以硫铁矿为原料 的接触法生产工艺。它的主要工序包 括1、硫铁矿的陪烧 2、炉气的净化3、 气体的干燥 4、二氧化硫的转化5、三 氧化硫的吸收。
硫酸的生产工艺
硫酸简介
硫酸，化学式为H2SO4。是一种无色无味油状液体， 是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比 与水混溶。硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它 不仅作为许多化工产品的原料，而且还广泛地应用于 其他的国民经济部门。硫酸作为化学六大无机强酸之 一，同时也作为所有酸中最常见的强酸之一，硫酸在 工业生产和人们的日常生活中有着广泛的应用。例如 石油和冶金工业、土壤改良、化肥生产等方面的应用。

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；
需要采用压头较高的鼓风机，因而，动力消耗较大。
2.3炉气的净化和枯燥
杂质：SO3、H2O、As2O3、SeO2、HF、矿尘 危害：堵塞管路、使催化剂失活、形成酸雾
（炉气）
旋风除尘器
（干炉酸气去洗转化净工 化流干程燥塔：
序）
电除尘器 第二电除雾器
2.2硫铁矿焙烧过程
炉气
硫铁矿
焙烧
炉渣
炉气：SO2、O2、N2、H2O 炉渣：Fe3O4、Fe2O3、不可燃物质和未完 全燃烧FeS等
沸腾焙烧
沸腾焙烧炉：直筒型、扩散型、锥床型
优点： 操作连续，便于自动化 固体颗粒较小，气固相间传热和传质面积大 固体颗粒在气流中剧烈运动，使固体外表边界层不断被破坏 、更新，从而使化学反响速度、传热、传质效率提高 沸腾炉也有一些缺点：
二氧化硫炉气的枯燥
方法：常用具有强烈吸水性的浓硫酸作为炉气枯燥剂。 炉气通入填料枯燥塔下部与塔上部淋洒下来的浓硫酸
在填料外表逆流接触，除掉炉气中的水分，到达炉气
3.二氧化硫催化氧化
3.1 催化剂：钒催化剂 3.2 二氧化硫催化氧化的工艺流程
目前二氧化硫转化器多采用四段转化流程。
“两转两吸〞工艺：
4.3 浓H2SO4的吸收
– 设备：浓H2SO4吸收塔 – 吸收剂：98.3%的浓H2SO4 – 吸收过程的影响因素
• 吸收酸浓度 • 吸收酸温度 • 进塔气温
4.4 SO3吸收的工艺流程
转化气
冷却
发烟H2SO4吸
收塔
尾气送烟 囱或回收
浓H2SO4吸收 塔
5.三废治理与综合利用
我国于1984年制订“H2SO4工业污染排放标准〞 GB4282-84

2. 二氧化硫氧化成三氧化硫
2SO2+O2===2SO +196.6kJ 3 450 C
0
V2O5
4500C 8500C
催化剂
5000C
<600C
热交换器
沸腾炉
接触室
5000C
V2O5+SO2===V2O4+SO 3
V2O4+O2+2SO2===2VOSO4 2VOSO4===V2O5+SO3+SO2
吸收三氧化 硫生成硫酸 吸收塔 SO3+H2O==H2SO4
硫化物 如 FeS2 二氧化硫的 制取和净化 沸腾炉 4FeS2+11O2== 2Fe2O3+8SO2
高温
2SO2+O2
催化剂
△
2SO3
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基 11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德 12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰 15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁 17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东 18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫· 托尔斯泰 20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰· 贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基 13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。 53、希望是厄运的忠实的姐妹。 54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。 55、领导的速度决定团队的效率。 56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。 57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。 58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。 59、不要说你不会做！你是个人你就会做！ 60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。 61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。 62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。 63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。 64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。 65、再冷的石头，坐上三年也会暖。 66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？ 67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！ 68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。 69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。 70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 71、胜利，是属于最坚韧的人。 72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。 73、只要路是对的，就不怕路远。 74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。 24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。 25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。 27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。 28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。 29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。 30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。 31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。 32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。 33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。 34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。 35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。 36、失败者任其失败，成功者创造成功。 37、世上没有绝望的处境，只有对处境绝望的人。 38、天助自助者，你要你就能。 39、我自信，故我成功；我行，我一定能行。 40、每个人都有潜在的能量，只是很容易：被习惯所掩盖，被时间所迷离，被惰性所消磨。 41、从现在开始，不要未语泪先流。 75、自己选择的路，跪着也要走完。

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。