《硫酸工业》教案3

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1、《硫酸工业》教案本讲主要内容1．掌握接触法制硫酸的生产过程、反应原理、主要设备。2．用平衡移动原理理解SO2氧化的条件选择。3．了解环境保护及资源的综合利用。学习指导(一)工业制法一般思路系统学习研究某一种物质的工业制法，一般要从以下角度去分析理解。(二)接触法制硫酸生产过程：①SO2的制取和净化(造气)②SO2氧化成SO3③SO3的吸收高温反应原理：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2△催化剂点燃2SO2＋O22SO3SO3＋H2O＝H2SO4或S＋O2SO2主要设备：沸腾炉、接触室、吸收塔小结：接触法制硫酸中几个重要的“三”：1、三种

2、原料：硫铁矿或硫、空气、98.3%的浓硫酸2、三种净化：除尘、洗涤、干燥。除尘沸腾炉出来的炉气成分：SO2、O2、N2、H2O(g)、矿尘、砷、硒化合物洗涤SO2、O2、N2、H2O(g)、砷、硒化合物SO2、O2、H2O(g)干燥SO2、O2、N2。目的：防止催化剂中毒、减缓对设备的腐蚀。3、三个反应：造气、氧化、吸收4、三种设备：沸腾炉、接触室、吸收塔5、三种原理请思考并回答下列问题：1．矿石粉碎并从上口投入加料、而空气从下鼓入，为何？提示：矿石粉碎得较小，且与空气逆向相遇，仿佛呈沸腾状，跟空气接触面更大、燃烧更充分、更迅速，提高了原料的利

3、用率。2．为什么叫接触法制硫酸？提示：经净化后的炉气进入催化层在催化剂表面发生接触性反应。3．为什么从吸收塔出来的气体要循环使用？提示：，提高了资源的利用率.有利于降低生产成本，保护环境；4．为什么用浓硫酸(98.3%)来吸收SO3？提示：水或稀硫酸作吸收剂时，容易形成酸雾，吸收速度慢，吸收不充分，不利于尽可能把三氧化硫吸收干净。故用浓硫酸(98.3%)来吸收SO3，吸收塔底放出的硫酸成分为H2SO4·nSO3，(三)综合经济效益问题1．环境保护与综合利用原理（1）污染大气的有害物质有：硫的氧化物、粉尘、煤烟、氮的氧化物、碳的氧化物、碳氢化合物

4、等。思考：通常硫酸工业上是用氨水来吸收SO2，其目的是什么？废水、废渣又该作何处理和利用？提示：二氧化硫和空气中的飘尘接触或跟氮的氧化物接触，部分会被氧化成三氧化硫。硫的氧化物以及硫酸和硫酸盐随雨雪降到地面，这就是所谓的“酸雨”。工业上是用氨水来吸收SO2，一方面就是从环保角度考虑。另一方面经硫酸处理后得到二氧化硫气体含量更高，返回车间作硫酸生产的原料，也可足其它作为化工原料，硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸铵肥料。其反应式为：SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O，(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3，

5、当吸收液中亚硫酸氢铵达到一定浓度后，再跟浓硫酸反应，放出二氧化硫气体，同时得到硫酸铵溶液。反应式：2NH4HSO3+H2SO4=2SO2↑+2H2O+(NH4)2SO4，(NH4)2SO3+H2SO4=SO2↑+H2O+(NH4)2SO4。（2）废水处理：废水主要呈酸性，可用石灰乳中和。反应为：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O（3）废渣处理：含铁量高的可用于炼铁，其它的可用于制水泥、砖头等。2．化工生产与环境（1）提倡清洁生产和发展“绿色工艺”。（2）清洁生产是指采用清洁无毒的能源和原材料，通过清洁的生产过程，制造出清洁的产品。

6、其目的是在于通过减少污染物的产生，从而保护环究和生态。（3）“绿色工艺”，是指工业生产中对污染物低排放(或零排放)的生产工艺。1)展闭路循环生产，把有可能造成污染的物质封闭在生产系统内，不徘出污染物，无废水排出。2)研究和应用无污染或少污染的新工艺3)回收副产品中的有用原料（4）尽量使流失在三废(废气、废水、废渣)中的副产品(原料或成品)加以分离，就地回收，既可降低主产成本，增加经济效益，又可大大降低废水中物质浓度和数量，减轻污水处理负担。即废弃物处置的减量化、资源化和无害化3．能量的充分利用△催化剂思考：为什么接触室中要用热交换器？提示：接触

7、室中发生反应2SO2＋O22SO3该反应为放热反应。经净化后的炉气(管外)和经过接触层长生的气体(管内)两种流体在热交换器中逆向流动通过管壁进行热量的传递，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，并冷却反应后的气体。△催化剂利用热交换器的目的：⑴从反应本身看：可逆反应2SO2＋O22SO3进行时，温度的控制对催化剂的活性、反应速率、平衡移动等均很重要。⑵从原理上看，气体的流向采用了逆流原理，有利于提高热传递效率；提高了能源的利用率.△催化剂其实硫酸生产过程重的三个反应都是放热反应，而很多机器设备的开动、维持接触氧化适宜的温度都需要电

8、能或热能，充分利用废热来降低生产成本。SO2氧化的条件选择:2SO2＋O22SO3该反应具有下列特征：①正反应方向为放热反应，②正反应方向气体体积减少