




已阅读5页,还剩37页未读, 继续免费阅读
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
化学课堂演示,设计制作 潘 珑,原理,流程,问题,环保,计算,退出,1,一、接触法制硫酸的反应原理,反应原理是:,燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫,使二氧化硫在适当的温度和催化作用下氧化成三氧化硫,再使三氧化硫和水化合生成硫酸。,H2SO4,H2O,SO3,SO2,FeS2,S,O2,O2,返回,2,接触法制硫酸的反应原理和生产过程,化学反应原理,生产过程,典型设备,SO3+H2O=H2SO4,二氧化硫的制取和净化,沸腾炉,二氧化硫氧化成三氧化硫,接触室,三氧化硫的吸收和硫酸的生成,吸收塔,生产全过程1,热交换器原理,4,11,2,8,全过程详解,3,接触法制硫酸的“五个三”,三原料,三反应,三设备,三原理,三净化,硫铁矿 空气 水,沸腾炉 接触室 吸收塔,充分接触原理 热交换原理 逆流吸收原理,除尘 洗涤 干燥,具体内容,返回,4,第一步:,第二步:,硫酸的工业制法,第三步:,返回,5,接触室,返回,6,吸收塔,返回,7,沸腾炉,返回,8,关于生产过程中的几个问题,1工业上接触法制硫酸中为什么要先将黄铁矿粉碎?,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?,3黄铁矿石中沸腾炉里燃烧时,为什么要向沸腾炉鼓入过量的空气或氧气?,4逆流原理中接触法制硫酸的过程中有哪些具体的作用?,5为什么通入接触室的混合气体必须预先净化?如何净化?,6什么是热交换过程?,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?,8制硫酸的尾气中含哪些成分?为什么尾气不能直接排入大气中?,9为什么在吸收塔中填满瓷环,返回,9,1.工业上接触法制硫酸中为什么要先将黄铁矿粉碎?,为了增大反应物之间的接触面积,因为反应物之间的接触面积越大,反应速率就越快,制硫酸时把黄铁矿石粉碎,并在沸腾炉中燃烧,从而加快反应的进行,燃烧也充分。,返回,10,2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。,返回,11,3黄铁矿石中沸腾炉里燃烧时,为什么要向沸腾炉鼓入过量的空气或氧气?,生产上,常使其中一种反应物的用量(浓度)超过反应所需的量,过量的那种反应物往往是原料中比较易得和便宜的,因而能使较贵重的原料能更充分利用。,返回,12,4逆流原理中接触法制硫酸的过程中有哪些具体的作用?,在化工生产中,相互作用的原料,往往采用逆流的方法,如:用硫酸的质量分数为98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫,液体和气体的流向是相反的,液体由吸收塔顶部淋下,气体又下向上,使作用更完全。在热交换中,冷的和热的气体(液体),都是采用逆流的方法进行热量交换的。硫酸工业中,接触室内使用热交换器,使未进入接触室的SO2和O2得以预热,有利于SO2的转化;从接触室里出来SO3得以降温,减少了SO3的分解。,返回,13,5为什么通入接触室的混合气体必须预先净化?如何净化?,从沸腾炉出来的炉气中,除SO2、O2、N2外,还有水蒸气、含砷、硒的化合物杂质及矿尘,杂质及矿尘会使催化剂失去活性而中毒,水蒸气会跟SO2、SO3形成酸雾,腐蚀管道设备,因此通入接触室的混合气体必须预先净化。炉气净化过程为:首先经过除尘(除去矿尘),然后进行洗涤(洗去砷、硒等的化合物),最后进行干燥(除去水蒸气)。这样处理过的混合气体主要含有SO2、O2、N2。,返回,14,6什么是热交换过程?,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。,6.什么是热交换过程?,返回,15,7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。,返回,16,8制硫酸的尾气中含哪些成分?为什么尾气不能直接排入大气中?,制硫酸的尾气成分:SO2、O2、N2等。由于尾气中含有SO2,如果直接排入大气,会造成大气污染,所以在尾气排入大气之前,必须先回收,净化处理防止SO2污染空气并充分利用原料。,返回,17,9为什么在吸收塔中填满瓷环?,用质量分数为98.3%的浓硫酸吸收SO3时,吸收塔中填满瓷环,使液体和气体接触面积增大,提高吸收率。,返回,18,一、“三废”处理 1、尾气吸收 (1) SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2+H2O (2) SO2+2NH3 +H2O =(NH4)2SO3 (NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + SO2+ H2O 2、污水处理 Ca(OH)2 + H2SO4 =CaSO4 + 2H2O 制石膏 3、废渣处理 黄铁矿矿渣可用来制造水泥、砖和炼铁等。二、能量充分利用 “废热”利用: (1)在沸腾炉旁设置“废热锅炉”,产生蒸汽发电;(2)在接触室中设热交换器,预热SO2和O2 。,尾气的净化,19,尾气的净化,用氨水吸收:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3SO2+NH3+H2O=NH4HSO3(NH4)2SO3 +H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O2NH4HSO3 +H2SO4=(NH4)2SO4+2SO2+H2O,20,硫酸工业生产流程动画,硫酸的工业生产,沸 腾 炉,接 触 室,吸 收 塔,净化,冷 却,21,空气,炉气,思考:从沸腾炉出来的气体 SO2是否纯净?,矿渣,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?,沸腾炉,22,思考:适宜条件的选择,N2,接 触 室,思考:接触室中热交换器的作用?从接触室出来的气体成分是什么?,催化剂:五氧化二矾(V2O5)温度:400至500摄氏度压强:常压,温度:400500催化剂活性较高,压强:设备、成本和能源消耗(增大压强SO2的转化率提高不大),23,吸 收 塔,思考:吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫酸,而用98.3%的浓硫酸?浓硫酸为什么必须从塔顶喷下?,24,讨论,一、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。,25,二、在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学平衡知识?,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。,26,三环境保护,1什么是环境?2环境污染包括哪些?3SO2排放到大气中有哪些危害?4大气中SO2的来源?5常见大气污染物有哪些?6消除大气污染的方法有哪些?7防止水和土壤污染的途径有哪些?,练习,首页,27,1 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,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。,返回,2 环境污染包括哪些?,28,3.SO2排放到大气中有哪些危害?,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。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。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。,返回,29,4.大气中SO2的来源?,SO2、SO3、H2S煤烟氮的氧化物(NO、NO2等)碳的氧化物(CO、CO2)粉尘碳氢化合物等。注意:大气污染物不一定是有毒气体,如CO2是大气污染物,但CO2无毒。,煤、石油的燃烧金属矿石的冶炼,5.常见大气污染物有哪些?,返回,30,6.消除大气污染的方法有哪些?,减少污染物的排放,如硫酸厂、化工厂、冶炼厂等的尾气在排放前要进行回收处理,对城市中机动车的排放加以限制等。多植树、种草等吸收SO2、CO2等有毒有害气体,以消除污染。,主要控制有害物的排放。工业三废(废水、废气、废渣)要经过净化处理,回收有用成分后再排放,要不断提高综合治理水平。农业生产要控制化学农药的使用合理施用化肥。,7.防止水和土壤污染的途径有哪些?,返回,31,课后练习,1.近闻美国和日本正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法,第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO2 ;第二步是加热吸收液,使之重新生成Na2SO3 ,同时得到含有高浓度SO2水蒸气副产品。写出上述两个反应的化学方程式。(1) SO2+ Na2SO3 +H2O=2NaHSO3(2) 2NaHSO3 = SO2+ Na2SO3 +H2O,B,2.90年代初,国际上提出了“预防污染”的新概念。绿色化学”是预防污染的基本手段,下列各项中属于。绿色化学”的是( )A.处理废弃物 B.杜绝污染源C.减少有毒物 D.治理污染点,返回,32,三有关化学计算,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,33,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。,34,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FeS22H2SO4 或 SH2SO4,【例题1 】燃烧2吨含FeS280%的黄铁矿,理论上能生产98%的硫酸多少吨?解:设理论上能生产98%的硫酸X吨?关系式 FeS2 -2H2SO4120 196280% X98%120196= 280%X98%x=2.67(吨)答:理论上能生产98%的硫酸2.67吨,练习一,35,例题2,2 燃烧2吨含硫48%的黄铁矿,理论上能生产98%的硫酸多少吨?(若还有2%的硫留在炉渣里)解:设理论上能生产98%的硫酸x吨S -H2SO432 98248%(1-2%) X98%3298=248%(1-2%)X98%x=2.94(吨)答:理论上能生产98%的硫酸2.94吨。,练习一,36,累积原则,2.工业生产中间过程中各步的转化率、产率可累积到原料或产物上。,例:1吨含FeS280%的黄铁矿,煅烧FeS2时的利用率为90%,SO2转化为SO3的转化率为96%, H2SO4的吸收率为95%,求可生产98%的硫酸多少吨?,(1.09t),FeS2-2H2SO4120 1961 80% 90% 96% 95% 98%X,练习二,37,转化原则:,3.转化原则:原料或中间产物中某元素的损失率可转化为原料的损失率、中间产物的利用率、产率、转化率、损失率也可按一定方式转化为原料的利用率。例:利用含FeS280%的黄铁矿1000吨生产硫酸,生产过程中,FeS2焙烧时硫元素损失2%,SO2转化为SO3时损失率为4% ,SO3吸收率为97%。求最多可生产98%的硫酸多少吨?,(1216.77t),练习三,38,练习一,1. 运输浓硫酸的铁槽车每辆可装运硫酸的质量分数为98%的浓硫酸28吨,计算生产一车浓硫酸需含杂质10%的硫铁矿石多少吨?,(1. 47t),(18.67t),2.工业上用接触法制硫酸时,若所用硫铁矿含硫48%,且生产过程中有2%的硫留在炉渣里,试计算燃烧1吨硫铁矿,理论上能生产多少吨98%的硫酸。,首页,39,练习 二,例:1吨含FeS270%的黄铁矿,煅烧时损失5%的硫,SO2转化为SO3的转化率为98%, SO3吸收率为9
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025至2030中国甲板设备行业产业运行态势及投资规划深度研究报告
- 储运罐区培训课件
- 安全培训课件及教案
- 教育技术在全球教育发展中的角色与影响
- 教育数据安全与隐私保护的伦理框架构建
- 教育技术创新在实验室建设中的价值体现
- 教育变革背景下的虚拟现实教育财务策略探讨
- 教育技术创新与VR课堂实践研究报告
- 培养未来创意人才美术项目化教学的教育理念
- 抖音商户直播用户画像更新与分析制度
- 铁路营业线安全管理办法
- 酒类销售用人劳务合同
- 2025老年教育政策环境分析及教学模式创新路径研究报告
- 2025年中国伺服电缆行业市场发展前景及发展趋势与投资战略研究报告
- 【大数跨境】全球移动电源市场洞察报告
- 胜动燃气发电机组基本构造与工作原理课件
- 七年级数学下册一元一次不等式组说课稿人教新课标版
- 校长专业水平测试题
- 腹腔镜胆囊切除术后护理查房
- 配电架空线路验收规范表
- 压力分散型锚索张拉方案
评论
0/150
提交评论