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题文
工业接触法制硫酸的流程如图所示:

魔方格

(1)写出沸腾炉中发生反应的化学方程式:______.
(2)从沸腾炉出来的气体经净化干燥处理后进入接触室,其气体体积组成:SO2 7%,O2 11%,N2 82%.从接触室出来的气体中SO3 的体积分数为7%,则SO2的转化率为______.
(3)接触室采用常压而不采用高压的原因是______.
(4)在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3 ,而不是用水吸收SO3 的原因是______.
每100g SO3 与H2O完全反应放出热量162.9kJ,该反应的热化学方程式为______.
(5)某硫酸厂每天用含FeS2 60%的黄铁矿500t生产硫酸,如果在沸腾炉内损失5%的硫,SO2 的转化率为90%.每天能生产98%的硫酸______t.
题型:问答题难度:中档来源:不详
答案
(1)FeS2与O2在高温条件下生成Fe2O3和SO2,故答案为:4FeS2+11O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+8SO2
(2)设总体积为100
2SO2+O2=2SO3
初始 7 11 0
转化 x
1
2
x x
平衡 7-x 11-
1
2
x x
x
7-x+11-
1
2
x+x+82
=7%
x=
1400
207

转化率=
x
7
×100%=96.6%,故答案为:96.6%;
(3)常压时SO2的转化率已经很高,采用高压对SO2的转化率提高不多,却会大大增加设备成本,故答案为:常压时SO2的转化率已经很高,采用高压对SO2的转化率提高不多,却会大大增加设备成本;
(4)△H=-
162.9KJ×80g/mol
100g
=-130.3KJ/mol,故答案为:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-130.3KJ/mol;
(5)沸腾炉中损失5%的硫,SO2转化率为90%这些都可转化为S元素的损失,进而转化为FeS2的损失.所以设生产98%的硫酸x吨.则由关系式:
           FeS2------------2H2SO4                 
           120               2×98
  500t×60%×(1-5%)×90%   x×98%                 
解得  x=427.5t,
故答案为:427.5.
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工业制硫酸
考点名称:工业制硫酸
  • 工业制硫酸的方法:

    (1)硫铁矿制酸硫铁矿在沸腾焙烧炉内通空气燃烧产生SO2气体,经余热锅炉回收热量后,依次通过旋风除尘和电除尘进行干法除尘。随后,炉气再通过洗涤、冷却、除雾等一系列的净化操作进入干燥塔。干燥后的炉气用主鼓风机压送至一转一吸或两转两吸制酸装置内制取硫酸。其反应如下:

    (2)硫磺制酸反应时生成的热传递给进入接触室的需要预热的浓和气体并冷却反应后生成的气体(即热交换过程)熔融硫磺在焚硫炉内用干燥空气燃烧产生SO2气体,经余热锅炉回收燃烧热后进入“一转一吸”或“两转两吸”制酸系统制取硫酸。其反应如下:

    (3)冶炼烟气制酸主要利用有色金属铜、铅、锌、镍、钴等硫化矿在熔炼过程中产生的SO2烟气进行制酸。
    其工艺流程除焙烧系统随有色金属硫化矿的焙烧工艺不同而有异外,其制酸工艺与沸腾炉炉气制酸相同。

  • 硫酸的生产流程:

    (1)原料工段原料处理能力要满足生产周转,与硫酸生产能力相匹配,能够满足焙烧工艺的进料工况条件结合矿源及工程,应着重考虑如下问题原料的卸车及转运方式、矿库的贮存能力(库容)、干燥及含尘尾气处理、块矿的破碎及筛分等。原料工段设置应尽量少进行固体物料的交叉,流程越简单越好。
    (2)焙烧流程焙烧流程一般为:焙烧炉—废热锅炉—旋风除尘器—电除尘器,也可以不设旋风除尘器。这种流程非常紧凑,但电除尘器需专门设计且操作管理要求较高。为了尽可能使工艺技术和设备制造立足国内,增加装置操作的可靠性,使用国内的电除尘器,则倾向于设置旋风除尘器。一般采用增湿输送的干法排渣,有刮板输送机—冷却滚筒(增湿)一带式输送机流程和冷却滚筒+冷却滚筒(增湿)—带式输送机两种流程,目前设计倾向于使用后一种流程。
    (3)净化流程大型硫酸装置选择酸洗净化流程。国内大型装置空塔流程居多,即空塔(增湿塔)—填料冷却塔(稀酸板式换热器)一两级电除雾器。近十多年来我国投产的硫铁矿制酸酸洗净化流程绝大多数使用此流程,亦是比较容易掌握的流程。近年来冶炼烟气制酸选择动力波洗涤器代替空塔居多,国内有关专家认为,动力波洗涤器特别适用于烟气量波动比较大的情况,效果较好,但压降较大,对气量均衡稳定的硫铁矿制酸并无明显优势。
    (4)干吸流程干吸流程有塔槽一体化流程、三塔一槽流程、三塔两槽流程和三塔三槽流程。塔槽一体化即干燥塔、一吸塔、二吸塔均不设外部泵槽,由各塔的底部分别存液,循环泵设于塔外的管道上,国内比较典型的为贵州瓮福2×400kt/a硫铁矿制酸装置。塔槽一体化省去了泵槽和很多的管线,使得工艺流程简单、设备布置紧凑,有一定的优越性,但在设计时要考虑泵的密封,特别是一吸循环泵。目前,国内设计多采用三塔两槽流程,又以干燥塔一个循环槽.两吸收塔共用一个循环槽居多。干吸塔普遍使用不锈钢槽管式分酸器及大规格填料,可大幅增加分酸点,降低填料高度,优化塔的操作状况,提高塔的操作效率,塔的顶部装设高效除雾器。
    (5)转化流程转化工序基本采用两转两吸流程,国内“2+2”,“3+2”,“3+1”几种流程都有,但目前采用较多的是,“3+1”流程,配套换热流程有ⅢⅠ—ⅣⅡ和ⅣⅠ—ⅢⅡ等,设计选择较多的ⅢⅠ—ⅣⅡ根据系统热平衡计算,可以考虑设置热管省煤器。转化系统的流程和设计参数的选择,实际上是系统的优化问题,需与所用催化剂和所用设备情况综合考虑,应尽量提高一转化的转化率,使尾气排放更容易达到日益严格的环保要求。
    (6)生产硫酸流程图
     
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