工业化学-第二章硫酸工业.ppt

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1、课堂练习：1、生产硫酸常用哪几种主要原料？2、简述硫铁矿生产硫酸的4种工艺过程。3、试画出硫酸生产的原则流程。4、炉气净化有哪几种方法？5、转化器每段间为什么要冷却？课下作业：1、硫酸生产工艺及设备的基本特点综述。2、为什么用浓度为98.3%的硫酸作为三氧化硫的吸收剂？第二章硫酸工业北京化工大学机电工程学院目录概述SO2的制取炉气净化关键设备SO2的转化和SO3的吸收硫酸工业的最新技术硫酸生产的健康、安全、环保（HSE）2.1概述硫酸：纯品为无色、无臭、透明的油状液体，呈强酸性。工业硫酸指SO3和水以一定比例组成的溶液。工业硫

2、酸通常有两种规格93%（质量）硫酸和98%硫酸。相对密度：98%硫酸为1.8365(20℃)，93%硫酸为1.8276(20℃)。发烟硫酸指游离三氧化二硫与水的摩尔比超过1.0（SO3和H2O的摩尔比超过１）。发烟酸暴露于空气中即释放SO3并形成酸雾，因此得名。2.1概述硫酸有很强的吸水能力，与水可以按不同比例混合，并放出大量的热。为无机强酸，腐蚀性很强。化学性很活泼，几乎能与所有金属及其氧化物、氢氧化物反应生成硫酸盐，还能和其他无机酸的盐类作用。在稀释硫酸时，只能注酸入水，切不可注水入酸，以防酸液表面局部过热而发生爆炸喷酸事

3、故。浓度低于76%的硫酸与金属反应会放出氢气。2.1概述硫酸有“化学工业之母”之称，它的产量在一定程度上标志着一个国家工业的发达程度。硫酸的用途十分广泛，主要有下列几个方面：约占总产量的60%约占总产量的20%产量高低是国民经济发展水平的标志之一。2.1概述－原料－黄铁矿化学组成:Fe46.55%，S53.45%,混入物有Co、Ni、As、Sb、Cu、Au、Ag等。成因产状:黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物，形成于多种不同地质条件下：是火成岩的附属矿物；黑页岩；结核体；在变质板岩中呈立方晶体；热液矿脉；接触变质岩区域。名称来源

4、:名称pyrite来自于希腊文pgr，意思是火。晶体形态：晶形常呈立方体、五角十二面体，较少呈八面体。在立方体晶面上常能见到晶面条纹。集合体呈粒状或块状。黄铁矿常被误认为黄金，因此也以“傻瓜黄金”或“愚人金”著称。用钢猛击黄铁矿会产生火星。黄铁矿不能用来炼铁，它是制造硫酸和硫磺的主要原料。2.1概述－原料－硫磺英文名：sulphur分子式：S分子量：32.06性状：黄色或淡黄色粒（粉）状或片状。沸点444.6摄氏度，易燃烧。一般燃烧温度248～261摄氏度。物化性能：黄色固体粉未，有几种同素异形体，其中最稳定的是正交晶体硫，熔

5、点112.8℃，另一斜晶体硫，熔点心119℃，通常为两者的混合物，熔点115℃，相对密度2.07，30.4℃时蒸气压0.53mPa,不溶于水，微溶于乙醇和乙醚，结晶状物易溶于二硫化碳，无定形物则不溶液于二硫化碳。易燃烧，并易被水缓慢分解。主要来源：天然气、石油、冶炼烟气、硫铁矿、煤、天然硫矿特点：杂质较少，故流程短、污染少、利用率高，是制硫酸的最理想原料。硫磺制酸主要工艺流程硫资源的分布2.1概述－原料－其它含硫工业废物：有色金属铜、镍、铅、锌等冶炼中产生的二氧化硫烟气，焦炉气等中的硫化氢等。有色金属冶炼过程中产生的含SO2烟

6、气；焦炉气中的H2S气体。这两种原料制硫酸，既综合利用了资源，又消除了公害。冶炼烟气制酸第章2概述2.1硫酸工业三、硫铁矿生产硫酸的主要工艺过程1、主要工艺过程1）SO2气体的制备（“炉气制备”或“硫铁矿焙烧”过程）：硫磺：S+O2=SO2+Q硫铁矿：4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3+Q2）炉气的净化（“炉气精制”过程）：除去炉气中的杂质与水分。3）SO2的催化氧化（“接触转化”过程）：主要反应为2SO2+O2=2SO3+Q第章2概述2.1硫酸工业三、硫铁矿生产硫酸的主要工艺过程1、主要工艺过程4）SO3的吸收：主

7、要反应为SO3+H2O=H2SO4+Q工业上实际是用循环浓硫酸来吸收SO3，循环酸中的H2O与SO3反应即生成硫酸。2、其它辅助工艺过程矿石粉碎、分级、配矿（贫矿与富矿混合使用）、尾气及污水处理等。三、硫铁矿生产硫酸的主要工艺过程3、硫酸生产的原则流程硫铁矿配矿破碎筛分硫铁矿沸腾焙烧炉气冷却干法除尘矿渣空气SO2炉气矿尘炉气湿法净化泵清水炉气的干燥鼓风机湿炉气SO2催化氧化SO3吸收93％H2SO4（93％）硫酸SO2O2SO398.3％H2SO4（98％）硫酸尾气回收二氧化硫废气放空污水处理沉淀污泥含毒物酸性污水干炉气硫酸生

8、产原则流程2-12.1概述－硫铁矿制酸主要工艺流程焙烧装置流程图2-2气体净化工序流程图2-32.1概述－我国的硫酸工业1876年天津机械局建成我国第一座铅室法硫酸厂，日产硫酸约２吨，这也被看作中国近代化学工业的开始。至1949年，全国的硫酸年产量也仅有4万吨。随着我国高浓度