高中化学 1.1化工生产过程中的基本问题文字资料 新人教选修2

用心 爱心 专心1 第一单元课题第一单元课题 1 1 化工生产过程中的基本问题化工生产过程中的基本问题 素材素材 1 我国硫酸生产的原料问题 1 1988 1992 年中国硫酸生产的原料构成 2 我国的硫酸工业起始于 19 世纪 70 年代 在旧中国产量很少 产量最高的 1942 年约 18 万吨 1949 年产量只有 4 万吨 新中国成立后 硫酸工业获得了高速发展 3 我国生产的硫酸以硫铁矿为主要原料 1957 年用硫铁矿生产的硫酸占总产量的 93 8 从 60 年代开始 用有色金属冶炼烟气制硫酸有了较大发展 70 年代初 开始发展 用硫黄制硫酸 硫铁矿生产的硫酸所占比重有所下降 4 我国著名的硫铁矿有 广东云浮硫铁矿 该矿是亚洲最大的硫铁矿 世界有名 矿 床储量 2 08 亿吨 含硫品位高达 31 04 目前年生产能力 300 万吨 安徽铜陵新桥矿 年生产能力 110 万吨 此外还有内蒙古炭窑口硫铁矿 广东英德 山西阳泉 南京云台山 等 5 内蒙古东升庙硫铁矿已完成勘探工作 探明储量 2 89 亿吨 伴生有可观的锌 铝 铜 银 金 钴 镉等金属 是我国北方最大的硫铁矿 6 经四川省化工地质队探明 四川叙永县两河硫铁矿区五角山矿段矿石储量为 1 65 亿 吨平均品位 17 属特大型硫铁矿床 7 对硫铁矿渣的利用 除一部分含铁量较高的矿渣用于炼铁以外 相当一部分矿渣用 作生产水泥的原料 上海硫酸厂和北海化肥厂研究用硫铁矿渣制砖的技术取得成功 为处 理矿渣开辟了新的途经 接蚀法硫酸厂用硫铁矿作原料的硫利用率 1950 年为 82 1956 年提高到 90 4 1983 年达到 94 6 比较先进的工厂达到 96 2 接近于国际先进水平 采用硫铁矿制硫酸的沸腾焙烧 固体流态化 技术是 50 年代发展起来的 1950 年联邦德 国巴斯夫 BASF 公司首先建设了试验炉 1952 年有几个系统投入生产 同时 多尔 Dorr 公司也开始应用这项技术 我国南京永利宁厂 在将硫酸原料改为硫铁矿之后 于 1956 年开发了自己的硫铁矿沸腾焙烧技术 并在同年应用于该厂新建的硫酸第四系统 我国的沸腾焙烧技术也步入了国际硫酸工业的前列 8 硫酸生产过程中放出大量反应热 对反应热的利用程度是衡量硫酸工业技术水平的 一个重要标志 60 年代后期 南京化学工业公司磷肥厂和大连化工厂分别试用强制循环和 自然循环产生中压蒸汽的余热锅炉 回收利用焙烧硫铁矿的高温反应热 取得成功 1978 年以来 国家重视这项成就的推广应用 拨出大量资金和材料 使大部分大 中型硫酸厂 实现了硫酸生产的余热利用 收到了显著的效果 例如南京化学工业公司磷肥厂 每年生 产硫酸 20 多万吨 回收利用余热产生的中压过热蒸汽 发电 3000 多万度 该厂生产硫酸 用电量大约占发电量的一半 另一半送入了电网 这表明 硫酸工厂回收利用余热以后 用心 爱心 专心2 可以把一个消费动力的工厂 转变为向外供应动力的工厂 2 二氧化硫污染大气的罪魁 煤 平均含硫量约为 2 5 3 为治理煤燃烧时造成的 二氧化硫污染 一种办法是事先从煤中除去硫 但是只有一部分煤中的硫主要以黄铁矿 FeS2 的形态存在 这样的煤以脱硫工艺处 理后其含硫量可降低到约为 1 大部分的煤中还含有较多的有机硫化合物 这样的煤以脱 硫平均只能除去原含硫量的约 40 另一类治理二氧化硫污染的办法是处理生成的二氧化硫 高浓度的另一类治理二氧化硫污染的办法是处理生成的二氧化硫 高浓度的另一类治理二氧化硫污染的办法是处理生成的二氧化硫 高浓度的 SOSOSO 2 2 2 如某些有色金属 如某些有色金属 如某些有色金属 治炼厂排放的 治炼厂排放的 治炼厂排放的 可直接可直接可直接 用于生产硫酸 低浓度的用于生产硫酸 低浓度的用于生产硫酸 低浓度的 SOSOSO 2 2 2 多用碱吸收法处理 已采用过的及多用碱吸收法处理 已采用过的及多用碱吸收法处理 已采用过的及 还在采用的碱性吸收剂有石灰浆液 石灰石浆液 氢氧化镁浆液 氨水 氢氧化钠等 例还在采用的碱性吸收剂有石灰浆液 石灰石浆液 氢氧化镁浆液 氨水 氢氧化钠等 例还在采用的碱性吸收剂有石灰浆液 石灰石浆液 氢氧化镁浆液 氨水 氢氧化钠等 例 如有石灰浆液吸收如有石灰浆液吸收如有石灰浆液吸收 SOSOSO 2 2 2 生成难溶于水的亚硫酸钙 生成难溶于水的亚硫酸钙 生成难溶于水的亚硫酸钙 SOSOSO 2 2 2 Ca Ca Ca OHOHOH 2 2 2 CaSO CaSO CaSO 3 3 3 H H H 2 2 2O O O 还可进一步利用空气中的氧气将还可进一步利用空气中的氧气将还可进一步利用空气中的氧气将 CaSOCaSOCaSO 3 3 3 氧化为石膏氧化为石膏氧化为石膏 CaSO CaSO CaSO 4 4 4 2H 2H 2H 2 2 2 O O O 应用 反应方程式 应用 反应方程式 应用 反应方程式 为 为 为 2CaSO2CaSO2CaSO 3 3 3 O O O 2 2 2 4H 4H 4H 2 2 2 O 2 CaSOO 2 CaSOO 2 CaSO 4 4 4 2H 2H 2H 2 2 2 O O O 但是 至今还没有找到令人完全满意的治理但是 至今还没有找到令人完全满意的治理但是 至今还没有找到令人完全满意的治理 SOSOSO 2 2 2 污染大气的办法 污染大气的办法 污染大气的办法 3 硫酸工业三废的处理 尾气的组成 SO2 O2 N2 1 废气 氨水吸收法 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 NH4 2SO3 H2SO4 NH4 2SO4 SO2 H2O 或 NH3 H2O 2NH3 H2O SO2 NH4 2SO3 H2O NH4 2SO3 SO2 H2O NH4HSO3 或 碱吸收法 Na2CO3 Na2CO3 SO2 Na2SO3 CO2 Na2SO3 SO2 H2O 2NaHSO3 处理物 NH4 2SO4作化肥 SO2可循环利用 可作它用 2 废水 石灰乳中和法 硫酸工业生产过程中的污水常含有硫酸等杂质 一般用石灰乳中和处理 H2SO4 Ca OH 2 CaSO4 2H2O 3 废渣 硫酸工业生产过程中黄铁矿的矿渣一般用作制造矿渣水泥和矿渣砖 含铁品 位高的矿渣 经处理后可用于炼铁 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 4 环境污染 由于人为的因素 环境受到有害物质的污染 使生物的生长繁殖和人类的正 常生活受到了有害的影响 1 大气污染 大气污染的定义 大气中有毒 有害物质的含量超过了正常值或大气的自净能力时就产生了大气污染 主要的大气污染 物 硫的化合物 氮的化合物 碳的氧化物和氢化物 烟尘 含卤化合物 放射性物质 大气污染物的产生 工业尾气的大量排放 矿石燃料产生的气体和烟尘 大气污染物的危害 危害人体健康和动物的生长 形成酸雨 影响植物生长 形成温室效应 破坏 臭氧层 2 水污染 水污染的定义 使水和水体的物理 化学性质发生变化或使生物群落组成发生变化 从而降低了水体 使用价值的现象叫水污染 用心 爱心 专心3 水污染的种类 酸 碱 盐等无机物 重金属 植物营养物质 石油农药以及合成洗涤剂 水污染的来源 工业污水 生活污水的排放化肥农药 合成洗涤剂的滥用等 水污染的危害 水污染对水产业 工业 农业 畜牧业和人类的身体健康都有很大的危害 3 赤 潮 我们日常生活中的污水和某些工业废水中 经常含有一定量的氮和磷等植物营养物质 农业中大量使用的化肥也离不开氮和磷这两种元素 同时我们日常使用的合成洗涤剂中也 含有不少的磷 这些污水聚集后 使水中微生物和藻类迅速生长 它们的繁殖 生长 腐 败 使水中氧气大量减少 导致鱼类等水生生物死亡 使水质恶化 这种由于水体中植物 营养物质过多而引起的污染 叫水体的 富营养化 这种现象在海湾出现叫 赤潮 4 土壤污染 土壤污染的定义 进入土壤的污染物超过了土壤净化能力 就会引起土壤质量下降 这种现象叫土壤污 染 土壤污染的主要物质 城市污水 工业废水 生活垃圾 工矿企业固体废弃物 化肥农药 土壤污染的危害 影响植物的生长 使人类的食品受到污染 有害物质随水流动造成水的污染 5 全球性的环境恶化已经引起了广泛的关注 我国政府为了改善环境作出了不懈努力 但也应该看到 我们要做的还很多 每年 27 亿立方吨的工业污水只有不到 30 经过处理 而又只有不到 50 的 处理过 的 工业污水能达到国家标准 在绝大多数工业城镇 灰尘和悬浮颗粒含量超标几倍 每年有 5 亿多的肥沃土地被侵蚀流失 现存的淡水资源只有 2400 吨 单位 年 不到世界平均水平的 1 4 6 由于环境污染 使国内每年的损失约为 亿元 专家呼吁 增强公众每一个人 的环保意识是当务之急 据 光明日报 报道 在由环境污染造成的损失中 水质污染带 来的损失为 亿元 自 年代到现在 全国监测的 条大小河流中 受 到了不同程度污染 全国 多个湖泊 凡能接纳城镇污水的 大多水质受到污染 同时 大气污染带来的损失为 亿元 这主要有城市燃煤 工业企业排放废气及机动 车尾气污染 此外 生态环境破坏和自然灾害带来的损失为 亿元 其他污染如固 体废物排放 噪声污染等造成的损失也高达 亿元 摘自中国环境网 7 纳米技术 绿色世界显身手 纳米技术的崛起 人类利用资源和保护环境的能力得到拓展 为彻底改善环境和从源 头上根本控制新的污染源产生 创造了条件 为今后的可持续发展提供具有高科技含量的 环境保障 如把银纳米微粒加入到袜子中能够清除脚臭味 采取了纳米材料新设计的冰箱 洗衣 机既可以抗菌 又可以除味 增强其防污性能 纳米材料还可以降解有机磷农药 城市垃 圾等 可以预见 具有科技含量的绿色产品将成为未来世界主要商品市场的主导产品 8 6 月 5 日世界环境日 联合国系统和各国政府每年都在 6 月 5 日的这一天开展各项活动