[理学]绿色化工--无机课件.ppt

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1、绿色化学工艺1绿色化学工艺绿色化学工艺绿色无机化学工艺绿色有机化学工艺绿色精细化学工艺制药中的应用农林牧中的应用有机电化学合成的应用绿色能源超临界流体的应用2无机化学工艺绿色化学工艺——绿色无机化学工艺3绿色化学工艺——绿色无机化学工艺无机化工产品的原料主要来源于矿产资源，而各种矿产品的有用元素含量又很低，通常要采取煅烧、焙烧、烧结及熔融等处理在经过转化，方可获得相应的无机化工产品。传统无机化工产品生产工艺比较落后，原材料能源等消耗较大，生产劳动条件差，对环境污染严重，这些已经成为制约无机化学工业可持续发展的关键因素之一。因此必须改革传统生产工艺，解决生

2、产过程排放的废弃物，并设法将之变成有用的化学产品，已达到资源和能源的充分利用、产品对环境有好、生产工艺清洁的目的。4绿色化学工艺——绿色无机化学工艺硫酸氯碱5(NH4)2SO4H2CO2SO2等制气体金属除锈硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志工业之母！1).一千多年前的波斯人用煅烧绿矾（FeSO4.7H2O)方法制硫酸当时的人称之为“绿矾油”反应过程可以表示为：煅烧2（FeSO4.7H2O)==Fe2O3+SO2+SO3+14H2O2).1740年英国人在陶器中加热硫磺和硝酸的混合物制硫酸后来在此基础上发展起来的各种方法都叫做硝化法或铅室法。

3、反应过程可以表示为：NO2+SO2＝NO+SO3SO3+H2O＝H2SO43).1831年英国人又发明了接触法。目前，硫酸有80%以上都是用这种方法生产。1.1硫酸生产发展简史和我国硫酸工业的现状绿色化学工艺——绿色无机化学工艺生产硫酸须先制得含二氧化硫的原料气，原料气制备的工艺视原料不同而异。原料包括硫铁矿、硫磺、冶炼烟气、硫化氢、石膏和废硫酸等。1.2工业生产途径绿色化学工艺——绿色无机化学工艺硫铁矿是硫化铁矿物的总称，它包括黄铁矿与白铁矿（分子式均为FeS2），以及成分相当于FenSn+1的磁硫铁矿，三者中以黄铁矿为主。硫铁矿经焙烧后制得含二氧化硫

4、的气体。历史上曾采用过块矿炉、机械炉、回转炉、悬浮炉进行硫铁矿的焙烧，现均使用沸腾焙烧炉。含硫30％的硫铁矿已能满足硫酸生产工艺的要求，但为了矿渣能用于炼铁，要求硫铁矿的含硫量应大于45％。使用含硫高的硫铁矿，还能减少原料运输费用，提高热能利用效率。为保证正常生产和硫铁矿渣的利用，对原料矿中的有害杂质如砷、氟等的含量也都有相应的限制。硫铁矿:浮选硫铁矿、普通硫铁矿、含煤硫铁矿以硫铁矿为原料制酸绿色化学工艺——绿色无机化学工艺流程：矿石的破碎→配料→矿石的干燥→矿石的焙烧→烟气的净化→烟气的干燥→转化→吸收→尾气的处理（破碎、筛分、配矿、脱水）硫铁矿焙烧

5、时的反应为：4FeS2+11O2─→2Fe2O3+8SO2+3415.7kJ(1)当过剩氧量较少时，反应按下式进行：3FeS2+8O2─→Fe3O4+6SO2+2438.2kJ(2)通常希望反应按(2)进行绿色化学工艺——绿色无机化学工艺接触法制硫酸的化学反应原理FeS2H2SO4SO3SO21.造气2.接触氧化3.三氧化硫的吸收S+O2SO2点燃SO3+H2OH2SO42SO2+O22SO3催化剂加热反应原理：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2高温绿色化学工艺——绿色无机化学工艺以石膏（磷石膏）为原料将石膏、焦炭和其他辅料在回转窑内于约1400

6、℃下煅烧，同时制得水泥熟料和含二氧化硫的气体。窑中发生的主要反应为：2CaSO4+C─→2CaO+2SO2+CO2-566.2kJ生成的氧化钙与物料中的氧化硅成分在窑中反应生成水泥熟料，通常烟气中的二氧化硫浓度为7％～10％，生产每吨硫酸可同时制得水泥熟料1t。20世纪60年代后期，奥地利首先开发了以湿法磷酸生产中的副产物磷石膏制取硫酸和水泥的工艺。由于石膏（磷石膏）制硫酸的工厂基建投资大，耗能高，故通常只是在别无其他原料或为处理磷石膏废渣的情况下才作为一种选择方案。世界上仅有奥地利、波兰、德国、中国等国家和南非地区建有少数以石膏（磷石膏）为原料的硫酸厂

7、。绿色化学工艺——绿色无机化学工艺当原料为液态硫磺时，可直接用液硫泵将其输入焚硫炉；若原料为固态硫磺，则需在熔硫槽中以蒸汽间接加热熔融，滤除杂质后，用泵送入焚硫炉。　　硫磺燃烧时的反应为：S+O2─→SO2+297kJ焚硫炉操作的关键是应保证液态硫充分雾化并与空气均匀混合，以确保硫磺燃烧完全。为此，发展了多种类型的焚硫炉与液态硫喷枪。绿色化学工艺——绿色无机化学工艺以硫磺为原料制酸以硫化氢为原料从天然气或石油中回收的大量硫化氢气体通常用于制取硫磺。而由焦炉气或煤气精制过程中得到的硫化氢，由于数量较小，将其燃烧生成二氧化硫，用于生产硫酸。H2S+3/2O

8、2─→SO2+H2O+518kJ原料气中的二氧化硫浓度，由原始气体中的硫化氢浓度