“设计”一座硫酸厂.ppt

1、“设计”一座硫酸厂,鲁科版选修2 化学与技术,主题3 课题1,硫酸的消费量国家工业发展水平的标志之一,2013中国硫酸年产量8500万吨,自然界中有硫酸吗？,如何将自然界的矿物资源转化为硫酸？,硫酸盐 硫酸？,三氧化硫,二氧化硫,含硫矿物,硫酸工业生产的原理,1.自然界中存在的含硫矿物有哪些?,2.这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?,3.请写出相关的化学方程式。,硫磺、黄铁矿（主要成分FeS2等）,三方程,3、SO3（g）+H2O（l） = H2SO4（l）； H=130.3kJ/mol,三个反应方程式,1.造气,硫酸生产工艺流程分析,沸腾炉,以FeS2为原料,3.试分析黄铁矿燃烧后炉气

2、中含有哪些物质？,1.为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？,2.为什么要从炉底通入强大空气流？,SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质，如As、Se等的化合物和矿尘等等。,(1)低温(400500 ) (2)常压 (3)适当过量的空气,硫酸工业生产的三个适宜条件:,分析下列表格，归纳总结影响二氧化硫转化率的影响因素？,2. SO2的催化氧化,思考：SO2的接触氧化需在450条件下进行： 反应前要把低温的炉气预热到这个温度。 该反应放热，环境温度会升高，不利于SO3生成。有什么办法可以将热量充分利用起来？,？,？,？,接触室,接触室,低温 SO2 O2,高温 SO2 O2,SO3 SO2 O2,3.

3、三氧化硫的吸收,SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l) ; H130.3kJ/mol,实际生产为什么不用水或稀硫酸来吸收三氧化硫？,常用98.3%的浓硫酸作吸收剂！,三氧化硫如用水或稀硫酸作吸收剂时，易形成酸雾，吸收速度减慢，不利于三氧化硫的吸收,吸收塔,吸收塔,逆流吸收:(SO3从塔的下部通入,98.3%的硫酸从塔顶喷下):增大SO3和H2SO4的接触面积,强化吸收过程.,采取何种方式可以保证SO3被98.3%的浓硫酸完全吸收？,硫酸的工业生产（三设备）,(1)确定化学反应原理 (2)选择原料 (3)选择设备和工艺流程 (4)三废处理(环境保护) (5)能源的利用(综合经济利益

4、) (6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题）,一个生产工艺的实现，需要考虑哪些问题？“设计”一座硫酸厂，应从哪些方面入手呢？,设计一座硫酸厂,自然界的含硫矿物主要是硫磺矿、硫铁矿及硫酸盐，你认为选择哪一种作为制硫酸的原料较好？,硫磺 硫铁矿,设计一座硫酸厂,含硫烟气 硫酸盐,厂址的选择：,4、是否接近原料供应地,2、土地供应是否充足,5、水源是否充足,6、能源是否充足且价廉,3、交通运输是否方便,1、是否有市场需求,7、能否达到环境保护要求等诸多因素,设计一座硫酸厂,硫酸工厂应选择距离原料产地较近还是距离消费地较近的位置？为什么？,硫酸工业的尾气的组成是什么？ 如何处理？,氨-酸法：,2

5、NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3,NH3+H2O+SO2=NH4HSO3,、将尾气再次通入到接触室，进行再次氧化，吸收；,、将再次氧化吸收后的尾气进行回收处理；,(NH4)2SO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + SO2+ H2O,化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。,1、废气的处理,(作肥料）,(生产硫酸的原料）,三废处理,2、废水处理,Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O,可用石灰乳中和处理,形成的氢氧化铁絮状沉淀可吸附重金属离子,废水中主要含有少量硫酸、氟化物、铁离子、铅离子等。选用

6、何种试剂可以达到净化的目的？,3、废渣的利用：,黄铁矿矿渣一般可作为制造水泥的原料或用于制砖,含铁品位高（45%）的矿渣，经处理后可以炼铁、制造硫酸铁、氧化铁红颜料等产品。,随堂练习,1接触法制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是 ( ) A洗涤、干燥、除尘 B干燥、除尘、洗涤 C除尘、洗涤、 干燥 D除去硒和砷的化合物,C,2接触法制硫酸中，与之无关的设备是（ ） A吸收塔 B接触室 C沸腾炉 D氧化炉,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：关系法先写出多步反应的化学方程式，然后找出已知物和未知物之间的量的关系，列出关系式。,解法2：元素守恒法-根