硫酸工业 第一节 接触法制硫酸

第一篇：硫酸工业 第一节 接触法制硫酸

[硫酸工业 第一节 接触法制硫酸]

“硫酸的工业制法——接触法”教学设计【教学目标】（1）能准确表述接触法制硫酸的三个重要阶段、反应原理及主要设备的名称、构造和作用，硫酸工业 第一节 接触法制硫酸。（2）能说明黄铁矿锻烧前粉碎的原因，通入强大空气流的目的、炉气净化的原因和方法。（3）能说明热交换器怎样进行热交换，吸收塔怎样吸收三氧化硫的。（4）能解释和说明加快和充分吸收三氧化硫的措施。（5）能说出二氧化硫在大气中的危害、酸雨的成因及大气污染的主要来源。（6）能说出环境污染的主要方面及防止污染的一些措施，增强环境意识作环境保护的宣传者、行动者。（7）能通过本节的学习，说明工业生产中加快反应，提高原料利用率，节约能源及环境保护的一些措施和方法。（8）掌握多步反应计算题的简单解法即关系式法。【教学重点】接触法制硫酸的化学反应原理，环境污染的危害及环境保护的重要性。【教学难点】主要设备的构造和物料流动的方式、有关的化工生产原理。【教学过程】[投影]学习目标即教学目标[叙述引入]同学们，我们初中学习过硫酸的知识，硫酸是化学工业中最重要的产品之一。它在工农业生产、科学实验和国防建设中，具有十分广泛的用途。[投影]硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。可以在金属加工和金属制品电镀以前，除去金属表面的氧化物膜，可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等，还可用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，实验室中常用作干燥剂。[设疑引入]硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论生产硫酸的原理。[说明]许多同学想到用硫燃烧生成二氧化硫，这固然是一种方法，但根据我国资源情况，实际生产中通常用燃烧黄铁矿的方法来制取二氧化硫，二氧化硫转化为三氧化硫，是在接触室内进行的，因此，称为接触法制硫酸。[投影板书]课题、标题及原理[衔接过渡]接触法制硫酸分三个阶段，第一阶段是二氧化硫的制取和净化，第二阶段是二氧化硫氧化成三氧化硫，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成，我们看到一阶段。[投影板书]第一阶段及反应原理[讲述]分析讲述黄铁矿燃烧反应的方程式，交代配平方法（奇偶法）[出示模型]讲解沸腾炉的构造。[动画显示]沸腾炉内物料进出方式[投影]思考讨论1．焙烧黄铁矿的炉子为什么叫沸腾炉？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？2．为什么通入接触室的混全气体必须净化？怎样净化？净化后气体成分是什么？[强调讲述]黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料，扩大反应物的接触面，通入强大的空气流可以加快反应，提高原料利用率，这种方法常用于工业生产中。[衔接过渡]被净化后的炉气主要成分是二氧化硫、氧气和氮气，常温下较难转化为三氧化硫，加热到400~500℃，在催化剂的作用下，能较快地转化为三氧化硫，请写出反应方程式，说明反应特点。[投影板书]第二阶段及有关反应原理[反馈矫正]根据学生讨论情况，说明书写方程式，注意事项，交代清楚反应的特点，说明高温和使用催化剂可以加快反应，缩短生产时间，提高效率。[动画显示]气体流向。[投影]填空3．接触室中热交换气的作用是_______________________________________________4．从接触室出来的气体成分是_________，原因是_____________________________[强调讲述]热交换气中冷热气体的流向是相反的，冷的气体（SO2、O2、N2）被预热，而热的气体（SO3、SO2、O2、N2）被冷却，这种方式能够节约能源，在工业生产中广泛采用。二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应是可逆反应，因此从接触室出来的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气的混合气。[衔接过渡]从接触室内出来的混合气体，通入吸收塔内，三氧化硫被吸收转化为硫酸，该阶段称为三氧化硫的吸收和硫酸的生成。[投影板书]第三阶段及反应原理[投影]5．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？[讲解]三氧化硫与水反应，放出大量的热，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于气体三氧化硫被进一步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全，98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全，由此看来工业生产上特别重视生产的速度及原料的利用率。[出示模型]讲解吸收塔构造。[动画显示]三氧化硫的吸收过程。[总结归纳、动画显示]设备流程、生产流程。[投影]6．接触法制硫酸分几个阶段？有几个重要反应？几种典型设备？几种净化方式？几个地方运用逆流原理？几个地方采用了加快反应的措施？几个地方采用了充分利用原料的措施？[归纳讲述]同学们，我们通过接触法制硫酸的学习，了解了工业制硫酸的原理，但这还是不够的，工业生产中还有很多问题要处理，例如，如何提高原料的利用率，如何加快反应的进程，如何节约能源降低成本，如何保护环境，防止污染等等，这些都是工业生产中的实际问题，应该引起同学们的注意，化学教案《硫酸工业 第一节 接触法制硫酸》[投影]练习题：燃烧1吨含二硫化亚铁90%的黄铁矿，在理论上能生产多吨98%的硫酸（设有1.5%的硫留在炉渣里）？[试题分析]本题考查化学运算技能，同学们常用的方法是分步计算法，根据方程式先求出二氧化亚铁的质量，再求二氧化硫和三氧化硫的质量，最后求出硫酸的质量，但这种方法要求的量太多、太麻烦，题目中只要求求出硫酸的质量，因此可以直接找到起始物质与最终产物硫酸的关系式求解。解析：由工业生产硫酸的反应方程式可得下列关系式：设：能生成98%的硫酸x吨 FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4 120 2×981t×90%×(1-1.5%)xt×98% x=1.478这种计算方法叫关系式法，即根据多个有联系的方程式计算时，可以依据方程式式找到各物质之间量的关系式，直接计算求解。[设疑过渡]从吸收塔出来的气体叫尾气，其成分是什么？能否直接排入大气？另外，黄铁矿燃烧后的矿渣能否弃置，这是我们研究的另一重点内容，即环境保护。[分析讲述]矿渣弃置堆放既占地又污染环境，还会造成资源的浪费，矿渣的主要成分是三氧化二铁，可以用来炼铁，变废为宝，吸收塔出来的气体是氧气、氮气和少量的二氧化硫，直接排入大气会造成环境污染，必需净化处理，通常用碱液吸收。[设疑深入]二氧化硫污染环境到底会造成什么样的危害呢？[投影]7．二氧化硫对环境造成什么危害？酸雨怎样形成的？有何危害？大气污染的主要来源是什么？如何消除大气污染？8．环境污染分为哪几类？工业三废包含哪几方面？防止和消除环境污染的根本途径是什么？[投影]环境污染的分类 环境污染 大气 水 工业三废（废气、废水、废渣）土壤 农药、化肥及生活用品 食品 自然资源的不合理开发利用 „„[播音]录音资料1：环境污染的危害 录音资料2：环境政策 录音资料3：环境的治理及保护[播放] 录像资料1：环境污染的危害 录像资料2：环境的治理及保护[强调指出]我们每位同学都要做环境的坚定保护者，从我做起，从小事做起，从现在做起，注意环境保护的宣传，坚信，环境问题必将随着科学技术的进一步发展，而得到人类有效的解决，那时，祖国的天空会更蓝，河流会更清。[布置作业]书面作业：1．教材78页数题 2．教材87页3题 课外作业：调查我们周围的环境污染状况 硫酸工业 第一节 接触法制硫酸

第二篇：接触法制硫酸（范文）

的三个重要阶段、反应原理及主要设备的名称、构造和作用。

（2）能说明黄铁矿锻烧前粉碎的原因，通入强大空气流的目的、炉气净化的原因和方法。（3）能说明热交换器怎样进行热交换，吸收塔怎样吸收三氧化硫的。（4）能解释和说明加快和充分吸收三氧化硫的措施。

（6）能说出环境污染的主要方面及防止污染的一些措施，增强环境意识作环境保护的宣传者、行动者。

（8）掌握多步反应计算题的简单解法即关系式法。

【教学重点】接触法制硫酸的化学反应原理，环境污染的危害及环境保护的重要性。【教学难点】主要设备的构造和物料流动的方式、有关的化工生产原理。【教学过程】

[投影]学习目标即教学目标

[叙述引入]同学们，我们初中学习过硫酸的知识，硫酸是化学工业中最重要的产品之一。它在工农业生产、科学实验和国防建设中，具有十分广泛的用途。

[投影]硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。可以在金属加工和金属制品电镀以前，除去金属表面的氧化物膜，可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等，还可用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，实验室中常用作干燥剂。

[设疑引入]硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论生产硫酸的原理。[投影板书]课题、标题及原理

[衔接过渡]接触法制硫酸分三个阶段，第一阶段是二氧化硫的制取和净化，第二阶段是二氧化硫氧化成三氧化硫，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成，我们看到一阶段。[投影板书]第一阶段及反应原理

[讲述]分析讲述黄铁矿燃烧反应的方程式，交代配平方法（奇偶法）[出示模型]讲解沸腾炉的构造。[动画显示]沸腾炉内物料进出方式 [投影]思考讨论 1．焙烧黄铁矿的炉子为什么叫沸腾炉？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？

2．为什么通入接触室的混全气体必须净化？怎样净化？净化后气体成分是什么？

[强调讲述]黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料，扩大反应物的接触面，通入强大的空气流可以加快反应，提高原料利用率，这种方法常用于工业生产中。[衔接过渡]被净化后的炉气主要成分是二氧化硫、氧气和氮气，常温下较难转化为三氧化硫，加热到400~500℃，在催化剂的作用下，能较快地转化为三氧化硫，请写出反应方程式，说明反应特点。

[投影板书]第二阶段及有关反应原理

[反馈矫正]根据学生讨论情况，说明书写方程式，注意事项，交代清楚反应的特点，说明高温和使用催化剂可以加快反应，缩短生产时间，提高效率。

[动画显示]气体流向。[投影]填空

3．接触室中热交换气的作用是_______________________________________________ 4．从接触室出来的气体成分是_________，原因是_____________________________ 二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应是可逆反应，因此从接触室出来的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气的混合气。[衔接过渡]从接触室内出来的混合气体，通入吸收塔内，三氧化硫被吸收转化为硫酸，该阶段称为三氧化硫的吸收和硫酸的生成。[投影板书]第三阶段及反应原理 [投影]5．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？

[讲解]三氧化硫与水反应，放出大量的热，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于气体三氧化硫被进一步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全，98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全，由此看来工业生产上特别重视生产的速度及原料的利用率。[出示模型]讲解吸收塔构造。[动画显示]三氧化硫的吸收过程。

[总结归纳、动画显示]设备流程、生产流程。[投影]6．接触法制硫酸分几个阶段？有几个重要反应？几种典型设备？几种净化方式？几个地方运用逆流原理？几个地方采用了加快反应的措施？几个地方采用了充分利用原料的措施？

[投影]练习题：燃烧1吨含二硫化亚铁90%的黄铁矿，在理论上能生产多吨98%的硫酸（设有1.5%的硫留在炉渣里）？

[试题分析]本题考查化学运算技能，同学们常用的方法是分步计算法，根据方程式先求出二氧化亚铁的质量，再求二氧化硫和三氧化硫的质量，最后求出硫酸的质量，但这种方法要求的量太多、太麻烦，题目中只要求求出硫酸的质量，因此可以直接找到起始物质与最终产物硫酸的关系式求解。

解析：由工业生产硫酸的反应方程式可得下列关系式： 设：能生成98%的硫酸x吨

fes2 → 2so2 → 2so3 → 2h2so4 120 2×98 1t×90%×(1-1.5%)xt×98%

x=1.478 这种计算方法叫关系式法，即根据多个有联系的方程式计算时，可以依据方程式式找到各物质之间量的关系式，直接计算求解。

[设疑过渡]从吸收塔出来的气体叫尾气，其成分是什么？能否直接排入大气？另外，黄铁矿燃烧后的矿渣能否弃置，这是我们研究的另一重点内容，即环境保护。[设疑深入]二氧化硫污染环境到底会造成什么样的危害呢？ 8．环境污染分为哪几类？工业三废包含哪几方面？防止和消除环境污染的根本途径是什么？ [投影]环境污染的分类

环境污染

大气

水 工业三废（废气、废水、废渣）

土壤 农药、化肥及生活用品

……

[播音]录音资料1：环境污染的危害

录音资料2：环境政策

录音资料3：环境的治理及保护 [播放] 录像资料1：环境污染的危害

录像资料2：环境的治理及保护

[强调指出]我们每位同学都要做环境的坚定保护者，从我做起，从小事做起，从现在做起，注意环境保护的宣传，坚信，环境问题必将随着科学技术的进一步发展，而得到人类有效的解决，那时，祖国的天空会更蓝，河流会更清。

第三篇：接触法制硫酸

[接触法制硫酸]

【教学目标】（1）能准确表述接触法制硫酸的三个重要阶段、反应原理及主要设备的名称、构造和作用，接触法制硫酸。（2）能说明黄铁矿锻烧前粉碎的原因，通入强大空气流的目的、炉气净化的原因和方法。（3）能说明热交换器怎样进行热交换，吸收塔怎样吸收三氧化硫的。（4）能解释和说明加快和充分吸收三氧化硫的措施。（5）能说出二氧化硫在大气中的危害、酸雨的成因及大气污染的主要来源。（6）能说出环境污染的主要方面及防止污染的一些措施，增强环境意识作环境保护的宣传者、行动者。（7）能通过本节的学习，说明工业生产中加快反应，提高原料利用率，节约能源及环境保护的一些措施和方法。（8）掌握多步反应计算题的简单解法即关系式法。【教学重点】接触法制硫酸的化学反应原理，环境污染的危害及环境保护的重要性。【教学难点】主要设备的构造和物料流动的方式、有关的化工生产原理。【教学过程】[投影]学习目标即教学目标[叙述引入]同学们，我们初中学习过硫酸的知识，硫酸是化学工业中最重要的产品之一。它在工农业生产、科学实验和国防建设中，具有十分广泛的用途。[投影]硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。可以在金属加工和金属制品电镀以前，除去金属表面的氧化物膜，可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等，还可用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，实验室中常用作干燥剂。[设疑引入]硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论生产硫酸的原理。[说明]许多同学想到用硫燃烧生成二氧化硫，这固然是一种方法，但根据我国资源情况，实际生产中通常用燃烧黄铁矿的方法来制取二氧化硫，二氧化硫转化为三氧化硫，是在接触室内进行的，因此，称为接触法制硫酸。[投影板书]课题、标题及原理[衔接过渡]接触法制硫酸分三个阶段，第一阶段是二氧化硫的制取和净化，第二阶段是二氧化硫氧化成三氧化硫，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成，我们看到一阶段。[投影板书]第一阶段及反应原理[讲述]分析讲述黄铁矿燃烧反应的方程式，交代配平方法（奇偶法）[出示模型]讲解沸腾炉的构造。[动画显示]沸腾炉内物料进出方式[投影]思考讨论1．焙烧黄铁矿的炉子为什么叫沸腾炉？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？2．为什么通入接触室的混全气体必须净化？怎样净化？净化后气体成分是什么？[强调讲述]黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料，扩大反应物的接触面，通入强大的空气流可以加快反应，提高原料利用率，这种方法常用于工业生产中。[衔接过渡]被净化后的炉气主要成分是二氧化硫、氧气和氮气，常温下较难转化为三氧化硫，加热到400~500℃，在催化剂的作用下，能较快地转化为三氧化硫，请写出反应方程式，说明反应特点。[投影板书]第二阶段及有关反应原理[反馈矫正]根据学生讨论情况，说明书写方程式，注意事项，交代清楚反应的特点，说明高温和使用催化剂可以加快反应，缩短生产时间，提高效率。[动画显示]气体流向。[投影]填空3．接触室中热交换气的作用是_______________________________________________4．从接触室出来的气体成分是_________，原因是_____________________________[强调讲述]热交换气中冷热气体的流向是相反的，冷的气体（SO2、O2、N2）被预热，而热的气体（SO3、SO2、O2、N2）被冷却，这种方式能够节约能源，在工业生产中广泛采用。二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应是可逆反应，因此从接触室出来的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气的混合气。[衔接过渡]从接触室内出来的混合气体，通入吸收塔内，三氧化硫被吸收转化为硫酸，该阶段称为三氧化硫的吸收和硫酸的生成。[投影板书]第三阶段及反应原理[投影]5．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？[讲解]三氧化硫与水反应，放出大量的热，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于气体三氧化硫被进一步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全，98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全，由此看来工业生产上特别重视生产的速度及原料的利用率。[出示模型]讲解吸收塔构造。[动画显示]三氧化硫的吸收过程。[总结归纳、动画显示]设备流程、生产流程。[投影]6．接触法制硫酸分几个阶段？有几个重要反应？几种典型设备？几种净化方式？几个地方运用逆流原理？几个地方采用了加快反应的措施？几个地方采用了充分利用原料的措施？[归纳讲述]同学们，我们通过接触法制硫酸的学习，了解了工业制硫酸的原理，但这还是不够的，工业生产中还有很多问题要处理，例如，如何提高原料的利用率，如何加快反应的进程，如何节约能源降低成本，如何保护环境，防止污染等等，这些都是工业生产中的实际问题，应该引起同学们的注意。[投影]练习题：燃烧1吨含二硫化亚铁90%的黄铁矿，在理论上能生产多吨98%的硫酸（设有1.5%的硫留在炉渣里）？[试题分析]本题考查化学运算技能，同学们常用的方法是分步计算法，根据方程式先求出二氧化亚铁的质量，再求二氧化硫和三氧化硫的质量，最后求出硫酸的质量，但这种方法要求的量太多、太麻烦，题目中只要求求出硫酸的质量，因此可以直接找到起始物质与最终产物硫酸的关系式求解，化学教案《接触法制硫酸》解析：由工业生产硫酸的反应方程式可得下列关系式：设：能生成98%的硫酸x吨 FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4 120 2×981t×90%×(1-1.5%)xt×98% x=1.478这种计算方法叫关系式法，即根据多个有联系的方程式计算时，可以依据方程式式找到各物质之间量的关系式，直接计算求解。[设疑过渡]从吸收塔出来的气体叫尾气，其成分是什么？能否直接排入大气？另外，黄铁矿燃烧后的矿渣能否弃置，这是我们研究的另一重点内容，即环境保护。[分析讲述]矿渣弃置堆放既占地又污染环境，还会造成资源的浪费，矿渣的主要成分是三氧化二铁，可以用来炼铁，变废为宝，吸收塔出来的气体是氧气、氮气和少量的二氧化硫，直接排入大气会造成环境污染，必需净化处理，通常用碱液吸收。[设疑深入]二氧化硫污染环境到底会造成什么样的危害呢？[投影]7．二氧化硫对环境造成什么危害？酸雨怎样形成的？有何危害？大气污染的主要来源是什么？如何消除大气污染？8．环境污染分为哪几类？工业三废包含哪几方面？防止和消除环境污染的根本途径是什么？[投影]环境污染的分类 环境污染 大气 水 工业三废（废气、废水、废渣）土壤 农药、化肥及生活用品 食品 自然资源的不合理开发利用 ……[播音]录音资料1：环境污染的危害 录音资料2：环境政策 录音资料3：环境的治理及保护[播放] 录像资料1：环境污染的危害 录像资料2：环境的治理及保护[强调指出]我们每位同学都要做环境的坚定保护者，从我做起，从小事做起，从现在做起，注意环境保护的宣传，坚信，环境问题必将随着科学技术的进一步发展，而得到人类有效的解决，那时，祖国的天空会更蓝，河流会更清。[布置作业]书面作业：1．教材78页数题 2．教材87页3题 课外作业：调查我们周围的环境污染状况 接触法制硫酸

第四篇：硫酸工业发展史

摘 要:介绍了硫酸的发展历史及运用现代先进技术生产硫酸的原料结构及产业政策,硫酸工业的重要技术进展对环境保护的影响和未来应采取的对策。

硫酸是最重要的基础化工原料之一,主要用于制造磷肥及无机化工原料,其次作为化工原料广泛应用于有色金属的冶炼、石油炼制和石油化工、橡胶工业以及农药、医药、印染、皮革、钢铁工业的酸洗等。但是硫酸工业污染严重,硫酸工业的每一次技术进步都是在提高硫利用率的同时,减少废气、废水的排放,提高废热利用效率,做到资源利用率的最大化。

硫酸工业发展史

硫酸工业已有 200多年的历史。8世纪左右，阿拉伯人干馏绿矾（FeSO4·7H2O）得到一种腐蚀性液体，该液体即为硫酸。15世纪后半叶，B.瓦伦丁在其著作中，先后提到将绿矾与砂共热，以及将硫磺与硝石混合物焚燃的两种制取硫酸的方法。约1740年，英国人J.沃德首先使用玻璃器皿从事硫酸生产，器皿的容积达300l。在器皿中间歇地焚燃硫磺和硝石的混合物，产生的二氧化硫和氮氧化物与氧、水反应生成硫酸，此即硝化法制硫酸的先导。16世纪初，在波西米亚（Bohemia）开始以硫酸铁干馏法制造发烟硫酸。

1746年，英国人J.罗巴克依照以上方法，在伯明翰建成一座6英尺（lft=0.3048m)见方的铅室，以间歇方式制造硫酸。成为世界上最早的铅室法制酸工厂。1805年前后，首次出现在铅室之外设置燃烧炉焚燃硫磺和硝石，使铅室法实现了连续作业。1810年，英国人金·赫尔克开始采用连续方式焚硫，这是连续法生产硫酸的开端。

19世纪30年代，英国和德国相继开发成功以硫铁矿为原料的制酸技术。之后，利用冶炼烟气制酸亦获成功。

第二次世界大战后，硫酸需求量迅速增加，硫酸工业发展逐渐加快。生产技术的发展主要表现为：生产装置的大型化，开发和采用生产强度更高的新型反应技术和新型单元操作设备，生产控制自动化，节能与废热利用，新型材料的采用等。20世纪50年代初，德国和美国同时开发成功硫铁矿沸腾焙烧技术；1964年，德国拜耳公司首先采用两转两吸技术；1971年，德国拜耳公司又首先建成一座直径4m的沸腾床转化器；1972年，法国尤吉纳-库尔曼公司建成第一座以硫磺为原料的加压法装置，装置操作压力为0.5Mp,日产酸550t(100%H2SO4)；20世纪80年代初，前苏联学者提出非稳态转化器，1982年实现工业化。其它还有：低温位废热利用的发展，环状及含铯低起活温度新型催化剂的应用，三废治理及综合利用等，都标志着硫酸生产技术的进展。

硫酸工业的生产技术进展二次转化工艺

一次转化流程的转化率较低,仅95%左右,排放尾气的二氧化硫浓度可达到14500mg/m3,直接排放会严重污染环境,需要进行氨(碱)吸收处理。我国于1965年在上海硫酸厂首先采用两次转化技术并获得成功,该技术随后在全国推广应用并不断完善和发展。1989年南化研究院完成了/3+20两次转化工业试验,使二氧化硫转化率进一步提高到99.7%以上。排放尾气二氧化硫浓度在877mg/m3以下,满足960mg/m3的排放标准。由此可见,二次转化工艺的应用,促进了硫酸工业的发展,同时降低了硫酸企业排放废气的污染物浓度,改善了大气环境质量。稀酸洗净化

目前国内制酸净化流程有水洗和酸洗两种,水洗工艺是我国为发展硫酸所独创的净化工艺,除砷、除氟效率高,对发展我国硫酸工业起了重大作用;但耗水量大、污水排放量大、硫资源损失大等,对新建工程已不再推荐水洗流程。

酸洗流程的特点是技术可靠,设备先进,除尘、除砷、除氟能满足净化要求,排污量小,操作费用低,但一次投资较高。随着国家环保条例的日趋严格和水资源的匮乏,新建硫酸装置基本都采用稀酸洗净化流程。低二氧化硫浓度制酸工艺

2002年,我国有色冶炼行业副产二氧化硫总量约6200k,t其中用于制酸的约4770k,t未经治理而直接排入大气的约1200k,t这不仅浪费了大量的硫资源,而且对环境造成严重污染。这类烟气通常气量及气浓度波动大,而且二氧化硫的平均含量低,不能用常规工艺制造硫酸。如何治理这类烟气将直接关系到这类企业可否持续发展及生存。

国内利用低浓度二氧化硫烟气制硫酸主要有两种工艺:一种是株州冶炼厂从丹麦引进的WSA工艺,该工艺转化率较高,尾气能达标排放,但装置投资昂贵,操作要求相对苛刻,操作负荷弹性较小。另一种是非稳态转化工艺。非稳态转化装置投资费用较低,操作较易,对负荷波动的适应性较强,较适合我国中、小型冶炼企业选用;但该工艺不能从根本上解决问题,而且尾气排放不能达到国家标准。针对存在的问题,国内通常的做法是改变冶炼工艺,产生的二氧化硫浓度达到8%~12%,可以利用目前成熟的两转两吸制酸工艺进行制酸,二氧化硫的转化率不低于99%,尾气排放可以达到国家标准。在不能改变冶炼工艺时,对制酸后尾气采用碱性液吸收,以达到国家环保要求。催化剂的改进

硫酸催化剂是转化率高低的关键因素,从铂系到铁系,最后发展到钒系,除转化率不断提高外,其耐砷、耐氟等抗毒物能力不断增强。目前国外催化剂的研究比较活跃,不断有新产品推出,除原有型号外,还开发了含铯催化剂,转化率达到99.7%~99.8%,排放尾气中二氧化硫含量减少36%~50%。国内催化剂目前在装填量、总转化率和使用活性方面存在较大差距,两转两吸工艺转化率达到99.5%已属不易,多数仅98.0%~99.3%,排放尾气达不到环保要求。建议加强催化剂的研究,提高其转化率,减少污染物排放量。对策和展望注重环境保护

硫酸工业是一个污染较重的行业,随着技术进步和严格管理,对环境影响的程度亦日渐降低。目前,我国规定硫酸排放尾气二氧化硫浓度为960mg/m3,但工业发达地区由于空气污染,大气中的二氧化硫浓度已经超标,必须在达标排放的基础上进行治理,满足总量控制的要求,降低对大气环境的污染。对于生产中的酸性废水,一方面通过工艺过程的改进减少酸性废水的产生,另一方面对排放的污水以石灰乳或电石渣等中和处理,达标后排放。以硫铁矿为原料的硫酸生产企业,还生产含铁的矿渣,目前许多企业将矿渣外售,供水泥和钢铁工业使用,有的企业综合利用硫铁矿渣制成铁系的涂料产品,暂时不能利用的设置渣场堆放。总之,对硫酸生产所排放的废气、废水及废渣仍应继续治理,尽可能降低其危害生命和对环境的影响,使硫酸工业自身得以持续发展。

河南省硫酸企业较多,但规模较小,最大的仅25万t/a,且工艺落后,有众多冶炼烟气制酸还采用一转一吸工艺,即浪费了硫资源又污染了环境。我省是一个农业大省,需要发展硫酸以促进磷复肥的发展,应立足于硫铁矿制酸和冶炼烟气制酸,同时有条件地发展硫黄制酸。在采用新工艺的同时,二氧化硫控制区还应采取尾气吸收工艺来减少二氧化硫排放量。加强新工艺开发应用

目前,国外对改进硫酸工艺进行了广泛的研究,有多项成熟的工艺应用于硫酸生产,其主要有加拿大Cansolv工艺公司开发的在一转一吸装置后增设一套吸收系统,用二胺溶液吸收尾气中的二氧化硫,然后通过加热汽提,解吸出纯净的二氧化硫,返回干燥塔循环使用,装置的最终二氧化硫排放浓度可低至50mg/m3;LockwoodGreenePetersen公司开发的SPANE工艺,意即接近于零排放的硫酸生产工艺,是将古老的塔式法与现代的接触法工艺相结合,装置的投资相当于标准两转两吸的93%,操作能耗相当于79%,尾气二氧化硫浓度为8.8mg/m3;印度Poseidom工程咨询公司开发的尾气循环工艺,将一部分三氧化硫吸收塔排出的尾气送回二氧化硫转化器,代替空气作为冷激气,采用一转一吸工艺时,尾布均匀,其活性组分的主要晶相是C-Fe2O3,而采用其他方法生产的催化剂主要晶相是A-Fe2O3。据文献报道[4],不同晶相的Fe2O3还原后的催化剂,其一氧化碳变换反应的活化能不同,A-Fe2O3还原后的一氧化碳变换反应活化能约为108.8kJ/mo,l而C-Fe2O3还原后的一氧化碳变换反应活化能约为50.2kJ/mol,因此C-Fe2O3的活性明显高于A-Fe2O3的活性。另外C-Fe2O3的晶格常数为8.33!,属于立方晶系结构,而还原后的催化剂Fe3O4晶格常数为8.39!,也属于立方晶系结构,因此B113催化剂还原前后晶系和晶格常数变化很小,提高了催化剂使用强度,而A-Fe2O3属于立方晶系结构,晶格常数为5.414!,与还原后Fe3O4的晶系和晶格常数有较大的变化,故使用时易引起催化剂强度下降。

综上所述,B113催化剂具有低温活性好、活性温区宽、机械强度高等特点,是一种节能型变换催化剂。3.2 蒸汽消耗低由于B113催化剂的反应活化性能低,本征活化能为70.53kJ/mo,l蒸汽的消耗低于同类催化剂水平。从运行统计数据看,去除由于原料气中氧含量和一氧化碳含量巨大波动造成蒸汽消耗增高的原因,汽气比仍小于0.6。抗干扰能力强

在化工生产操作过程中,都不可避免地遭受主观客观、内部外部等因素的干扰。例如,电、蒸汽以及仪表空气等的突然中断,操作人员的疏忽,催化剂飞温;水煤气中硫化氢含量偏高等。2003年8月,由于造气炉煤气阀门故障,原料气中氧含量超标,最高氧含量达0.7%,变换炉热点温度到达627e。通过增加蒸汽调节床层温度,降低负荷维持生产,在高氧气量的情况下,系统运行5h。2004年9月由于连绵的雨水,使蒸汽温度降低到205e,入炉煤气温度不足260e,床层温度只有340e,装置仍然能满足后续工段的满负荷运行。开停车方便

B113催化剂的开停车非常方便。短期的停车只需蒸汽保温,当床层温度不低于290e时,开车只需要1~2h,出口一氧化碳可达到规定指标。长期停车如果不检查变换炉内部,催化剂不必氧化,简单隔离即可,但与空气和工艺气体不能接触。尽管温度降低到露点以下时蒸汽会在催化剂上冷凝成水,但对催化剂无损害。如果床层温度降到常温,则需要进行升温操作,升温介质可用转化工艺气、过热蒸汽、氮气。从常温升温到开车10h即可完成。参考文献:

[1] 武希彦.中国硫酸工业的现状及展望[J].磷肥与复

肥,2003,(5):1-2.[2] 黄 新.促进我国硫铁矿制酸的发展[J].硫酸工业,2004,(5):15-19.[3] 郭景芝.国外硫酸工艺技术进展[J].化工生产与技

术,2003,(10):25-28

[4] 武利平,徐其胜.ICI71-1和B113型变换催化剂的升

温还原及生产使用[J].化肥设计,1999,(37):48-50.

第五篇：《接触法制硫酸》计算题A组教学参考

计算题A组

1．用含杂质10％的黄铁矿制H2SO4，在制取过程中由黄铁矿变成SO2时，SO2的产量是理论产量的98％，由SO2氧化成SO3时，损失4％，SO3被吸收时损失0.5％，求制取98％的硫酸100吨，需这种黄铁矿多少吨？

2．以硫的质量分数为48％的硫铁矿为原料，用接触法制硫酸，如果原料的利用率是96％，问30 t硫铁矿能制得质量分数为98％的硫酸多少吨？

3．1 g含FeS2和SiO2的矿样，在氧气中充分燃烧（SiO2不与O2反应），残余固体为0.84 g，用1000 t这种矿石，理论上可以得到质量分数为98％的硫酸多少吨？

答案： 1．71.2吨

2．设30 t硫铁矿制得的质量分数为98％的硫酸x吨

FeS2 ~ 2S ~ 2H2SO4

2×32

2×98 t×48％×96％

98％x

x9830t48%9643.2t

32983．设1 g硫铁矿含SiO2 x g 1000 t矿石可生产出质量分数为98％的硫酸y吨。

4FeS211O22Fe2O38SO2

4×120

2×160 1gx

0.84gx

41202160

1gx0.84gxx0.52g

FeS2 ~ 2S ~ 2H2SO4

120

2×98 1000 t×0.48

98％ y

y1000 t0.48298800t

12098%