“設計”一座硫酸廠.ppt

1、“設計”一座硫酸廠,魯科版選修2 化學與技術(shù),主題3 課題1,硫酸的消費量國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一,2013中國硫酸年產(chǎn)量8500萬噸,自然界中有硫酸嗎？,如何將自然界的礦物資源轉(zhuǎn)化為硫酸？,硫酸鹽 硫酸？,三氧化硫,二氧化硫,含硫礦物,硫酸工業(yè)生產(chǎn)的原理,1.自然界中存在的含硫礦物有哪些?,2.這些物質(zhì)要經(jīng)過哪些中間產(chǎn)物才能變成硫酸?,3.請寫出相關(guān)的化學方程式。,硫磺、黃鐵礦（主要成分FeS2等）,三方程,3、SO3（g）+H2O（l） = H2SO4（l）； H=130.3kJ/mol,三個反應方程式,1.造氣,硫酸生產(chǎn)工藝流程分析,沸騰爐,以FeS2為原料,3.試分析黃鐵礦燃燒后爐氣

2、中含有哪些物質(zhì)？,1.為什么要將黃鐵礦粉碎成細小礦粒？,2.為什么要從爐底通入強大空氣流？,SO2、O2、N2、水蒸氣以及一些雜質(zhì)，如As、Se等的化合物和礦塵等等。,(1)低溫(400500 ) (2)常壓 (3)適當過量的空氣,硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件:,分析下列表格，歸納總結(jié)影響二氧化硫轉(zhuǎn)化率的影響因素？,2. SO2的催化氧化,思考：SO2的接觸氧化需在450條件下進行： 反應前要把低溫的爐氣預熱到這個溫度。 該反應放熱，環(huán)境溫度會升高，不利于SO3生成。有什么辦法可以將熱量充分利用起來？,？,？,？,接觸室,接觸室,低溫 SO2 O2,高溫 SO2 O2,SO3 SO2 O2,3.

3、三氧化硫的吸收,SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l) ; H130.3kJ/mol,實際生產(chǎn)為什么不用水或稀硫酸來吸收三氧化硫？,常用98.3%的濃硫酸作吸收劑！,三氧化硫如用水或稀硫酸作吸收劑時，易形成酸霧，吸收速度減慢，不利于三氧化硫的吸收,吸收塔,吸收塔,逆流吸收:(SO3從塔的下部通入,98.3%的硫酸從塔頂噴下):增大SO3和H2SO4的接觸面積,強化吸收過程.,采取何種方式可以保證SO3被98.3%的濃硫酸完全吸收？,硫酸的工業(yè)生產(chǎn)（三設備）,(1)確定化學反應原理 (2)選擇原料 (3)選擇設備和工藝流程 (4)三廢處理(環(huán)境保護) (5)能源的利用(綜合經(jīng)濟利益

4、) (6)其它問題(如廠址，成本，反應條件等問題）,一個生產(chǎn)工藝的實現(xiàn)，需要考慮哪些問題？“設計”一座硫酸廠，應從哪些方面入手呢？,設計一座硫酸廠,自然界的含硫礦物主要是硫磺礦、硫鐵礦及硫酸鹽，你認為選擇哪一種作為制硫酸的原料較好？,硫磺 硫鐵礦,設計一座硫酸廠,含硫煙氣 硫酸鹽,廠址的選擇：,4、是否接近原料供應地,2、土地供應是否充足,5、水源是否充足,6、能源是否充足且價廉,3、交通運輸是否方便,1、是否有市場需求,7、能否達到環(huán)境保護要求等諸多因素,設計一座硫酸廠,硫酸工廠應選擇距離原料產(chǎn)地較近還是距離消費地較近的位置？為什么？,硫酸工業(yè)的尾氣的組成是什么？ 如何處理？,氨-酸法：,2

5、NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3,NH3+H2O+SO2=NH4HSO3,、將尾氣再次通入到接觸室，進行再次氧化，吸收；,、將再次氧化吸收后的尾氣進行回收處理；,(NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + SO2+ H2O,化工生產(chǎn)必須保護環(huán)境，嚴格治理“三廢”，并盡可能把“三廢”變?yōu)橛杏玫母碑a(chǎn)品，實現(xiàn)原料的綜合利用。,1、廢氣的處理,(作肥料）,(生產(chǎn)硫酸的原料）,三廢處理,2、廢水處理,Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O,可用石灰乳中和處理,形成的氫氧化鐵絮狀沉淀可吸附重金屬離子,廢水中主要含有少量硫酸、氟化物、鐵離子、鉛離子等。選用

6、何種試劑可以達到凈化的目的？,3、廢渣的利用：,黃鐵礦礦渣一般可作為制造水泥的原料或用于制磚,含鐵品位高（45%）的礦渣，經(jīng)處理后可以煉鐵、制造硫酸鐵、氧化鐵紅顏料等產(chǎn)品。,隨堂練習,1接觸法制硫酸的沸騰爐出來的爐氣必須經(jīng)過凈化處理，其正確過程是 ( ) A洗滌、干燥、除塵 B干燥、除塵、洗滌 C除塵、洗滌、 干燥 D除去硒和砷的化合物,C,2接觸法制硫酸中，與之無關(guān)的設備是（ ） A吸收塔 B接觸室 C沸騰爐 D氧化爐,D,FeS2 - 2H2SO4,120 g 196g,x 65% (1-1.8%) 99% t,2t 98% t, x =189.9 t,S- H2SO4,32g 98g,x 65% (64/120)(1-1.8%)99%,2t 98%, x =189.9 t,解法1：關(guān)系法先寫出多步反應的化學方程式，然后找出已知物和未知物之間的量的關(guān)系，列出關(guān)系式。,解法2：元素守恒法-根