高中化学 硫酸的工业.ppt

如何将硫单质转化为硫酸 S H2SO4 SO2 SO3 FeS2 硫酸的工业制法 高考要求 1 了解硫酸工业的原理 流程及设备2 理解硫酸工业的效益问题3 理解物质转化率的问题 1 矿石粉碎 增加与空气接触面积 增大反应速率 2 强大空气流 矿粒吹起 与空气接触充分 氧气充分 增大反应速率 矿石利用率高 矿石利用率高 沸腾炉里的原料准备 黄铁矿 FeS2 空气 O2N2等 矿渣 Fe2O3 炉气 SO2 N2 O2 H2O等 燃烧 沸腾炉的反应 沸腾炉 沸腾炉 除尘 洗涤 干燥 除去矿尘 除去As Se化合物 除去水 防止催化剂中毒 损坏设备 不利生产 炉气净化及目的 SO2 H2ON2 O2杂质 炉气的净化和接触室的反应 接触室 SO2 SO3 N2 O2 净化后的炉气 炉气 SO2 N2 O2 热交换器 接触室生产条件 1 过量的空气 提高SO2转化率 2 400 500度 3 常压 4 V2O5作催化剂 加快反应速率 催化剂的活性 接触室 接触室 低温SO2O2 高温SO2O2 SO3SO2O2 SO3的吸收和硫酸的生成 SO3 N2 O2 SO2 吸收塔 发烟硫酸 尾气 SO2 O2 N2 SO3的硫酸溶液 加水或稀硫酸 各种浓度的硫酸 吸收塔 吸收塔 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 三个生产原理 三原理 1 平衡移动原理 选择适当且合理的反应条件 2 热交换原理 充分地利用热量 提高经济效益 3 逆流原理 提高吸收效率 硫酸工业三废的处理 1 尾气吸收 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 NH4 2SO3 H2SO4 NH4 2SO4 SO2 H2O 2 污水处理 Ca OH 2 H2SO4 CaSO4 2H2O 3 废渣的处理 主要是回收利用 制造水泥 砖 还可以用含铁量高的炉渣进行炼铁 硫酸工业的生产原理及综合效益 生产规模和厂址选择 1 讨论思路 2 生产规模和厂址选择 1 是否有市场需求2 是否接近原料供应地3 土地供应是否充足4 水源是否充足5 能源是否充足且廉价6 交通运输是否方便7 能否达到环境保护要求 例 有A B C D四个中等城市 它们水源 能源充足 交通便利 它们的相对地理位置如图所示 各城市各有其特点 A 城是风光秀丽 人口稠密 土地供应紧张的旅游城市 环保要求高 近郊有丰富的FeS2资源 B 城是一个新兴的工业城 已建有大型磷肥厂 土地供应充足 C 城近郊有丰富的磷灰石资源 工业发达 但使用H2SO4的工业不多 土地供应充足 D 城是一个古老的城市 它的周围是重要的农业区 是大量肥料的集散地 现拟建年产1 105t的黄铁矿制硫酸的工厂 厂址应选在 作出上述选择的依据是 解析 A城人口稠密 土地资源紧缺 环保要求高 不适合 C城使用H2SO4工业不多 运输硫酸成本较高 不适合 D城是一个古老城市 土地肯定紧缺 虽然周围是重要的农业区 但也是大量肥料的集散地 消耗硫酸不会太多 不适合 综合考虑 权衡利弊 选择B城近郊最适合 答案 B B城近郊有硫酸消耗工厂 大型磷肥厂 且避开了人口稠密的居民区 思维延伸多步反应的解题技巧和产率问题 1 涉及多步反应的工业计算题常采用关系式法 如 FeS2 2H2SO4 S H2SO4 2 有关公式 原料利用率 或转化率 化合物中元素的损失率 该化合物的损失率 产品产率 物质纯度 含FeS2质量分数为65 的硫铁矿石在煅烧的时候 有质量分数为1 8 的硫受到损失而混入炉渣 由这种硫铁矿2t可以制得溶质质量分数为98 的硫酸多少吨 FeS2 2H2SO4 120 196 2t 65 100 1 8 X 98 解 设可制得98 的硫酸质量为X X 2 13t 燃烧1t含硫质量分数为48 的硫铁矿 在理论上能产生多少吨溶质质量分数为98 的硫酸 设还有质量分数为1 5 的硫留在炉渣里 S H2SO4 32 98 1t 48 100 1 5 X 98 解 设理论上能产生X吨98 的硫酸 X 1 4