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时间:2018-08-29
《化学硫酸工业综合经济效益的讨论教案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、化学硫酸工业综合经济效益的讨论教案 1.使学生常识性地了解化学科学实验与化工生产的区别。 2.使学生对于如何提高化工生产的综合经济效益有一个常识性的认识。 3.通过课堂讨论培养学生分析问题和解决问题的能力。 以硫酸工业为例对化工生产中如何提高经济效益的讨论。 关于选择硫酸厂厂址的课堂讨论。 讨论、自学、讲解等。 共一课时 投影仪、胶片 [引言]前一节我们学习了硫酸生产的原料、流程和典型设备,并着重讨论了二氧化硫接触氧化反应的最佳工艺条件。确切地说,这仅仅是模拟化工生产。要想真正将化学实验结果应用到实际生产,必须在遵循科学原理的基础上着
2、重考虑综合效益,即要求最大限度地提高劳动生产率、降低成本、保护生态环境,为国民经济部门提供质优价廉的化工产品。这同科学实验是不同的,在科学实验中,为了探索某个重要的原理或实现某个重要反应,有时可以不惜花费大量的时间和资金。下面,我们就以硫酸工业为例讨论在化工生产中的综合经济效益问题。 [板书]第二节 关于硫酸工业综合经济效益的讨论 [讲解]根据绿色化学和可持续发展的要求,一个现代化的化工企业,应该朝着无废物排出的“封闭式生产”的方向努力。那么工业生产上如何实现上述要求呢?这是工业生产需要考虑的第一个问题。 [板书]一、环境保护与综合利用原料 [
3、讲解]在化工生产中某一生产部门产生的三废,即废气、废液、废渣,往往可能是其他生产部门有用的原料。 [提问]硫酸工业生产中产生哪些废物?这些废物又如何处理呢? [学生回答] [教师小结]硫酸生产的第三阶段,即三氧化硫的吸收阶段从吸收塔中排出含少量二氧化硫的废气。黄铁矿矿粉在沸腾炉中燃烧后产生大量废渣。炉气的净化、干燥过程中产生废液。 [讲解]这些废物若随意排放,不仅会造成严重的环境污染,影响人民身体健康,破坏生态平衡,不符合绿色化学和可持续发展的要求,而且还会造成某些原料的浪费,不利于降低生产成本,也不利于节约资源的要求。因此,在建设硫酸生产车间
4、时,必须同步建设处理“三废”的设施,尽可能地将三废变成有用的副产品,实行综合利用。同时使“三废”的排放符合国家标准。 [引导]我们首先来看一下硫酸生产中“废气”的处理。 [投影]硫酸生产中尾气的处理 [讲解]硫酸生产中尾气的处理有多种方法,具体采用哪种处理方法,取决于副产品的市场需求、成本核算等实际情况。 [过渡]请同学们完成上述化学方程式。 [教师巡视] [学生口述化学反应,教师板书] [板书]1.废气处理 ①氨水吸收,再用硫酸处理 SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2
5、SO4+SO2↑+H2O ②用Na2SO3溶液吸收,然后加热吸收液 SO2+Na2SO3+H2O===2NaHSO3 ?2NaHSO3????Na2SO3+SO2↑+H2O ③用NaOH溶液吸收,再用石灰乳和O2处理 SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH 2CaSO3+O2===2CaSO4 [讲解]沸腾炉中产生的废渣一般可作为制造水泥的辅料或用于制砖。若矿渣中含铁品位高,经处理后作为铁矿炼铁,则可获得更大的经济效益。 [板书] [讲解]生产中产生的含有硫酸的废液,
6、经处理后可作为劣质硫酸出售,也可用石灰乳中和制得副产品石膏。 [板书] Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2O [转引]许多化学反应是放热反应,化工生产中若能充分利用反应热,这对降低生产成本具有重要的意义。 [板书]二、能量的充分利用 [过渡]硫酸工业生产中如何充分利用能量呢? [师]下面是硫酸生产过程中所涉及的三步反应的热化学方程式。 [投影] (s)+O2(g)===SO2(g);ΔH=-297kJ/mol FeS2(s)+11 4高温O2(g)?????1 2Fe2O3(s)+2SO2(g);ΔH=- 853
7、kJ/mol (g)+H2O(l)===H2SO4(l);ΔH=-kJ/mol [师]很明显,上述反应均为典型的放热反应,假如我们能把这些热量充分利用,有什么重要的意义呢? 请大家看以下投影资料。 [投影并讲解]硫酸生产过程中要消耗大量的能量。例如,开动机器设备(矿石粉碎机、运输装置、鼓风机、泵等)需要电能,维持接触氧化适宜的温度(400℃~500℃)需要热能。由于硫酸生产过程中三个化学反应都是放热反应,可以充分利用这些反应放出的热能以降低生产成本。例如,在沸腾炉旁设置“废热”锅炉,产生蒸气来发电;在接触室中设热交换装置,利用SO2氧化为SO3
8、时放出的热来预热即将参加反应的SO2和O2,使其达到适宜的反应温度。据测算,生产1t硫酸约需消
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