接触法制硫酸怎么制?
第一步是制取二氧化硫,这一步有两种方法:(1)燃烧硫磺(2)富氧燃烧硫铁矿(成分FeS2)
随后生成的以SO2为主要成分的气体先通过净化室,目的是出去会让金属催化剂中毒失效的杂质气体
SO2和空气进入接触室(含有预热过的催化剂),接触室的作用是让气体和固体催化剂接触,发生一个多相催化反应,这一步SO2被氧化成SO3,这一步反应放热很大,因此将反应完后灼热的气体通过热交换器,热量用来预热催化剂和后来进入接触室的反应气体,让下面进入接触室的气体能够快速反应,节省能源
从接触室出来的气体进入吸收塔,吸收塔从顶端喷淋下来98%浓硫酸吸收SO3,不用水的原因是水和SO3反应放热形成硫酸酸雾造成损失。98%浓硫酸吸收后生成更高纯度的硫酸,然后高浓度硫酸在被稀释成需要的浓度
尾气用氨水吸收生成亚硫酸铵,然后亚硫酸铵用浓硫酸中和,生成SO2送回接触室继续反应。而另一个产物硫酸铵则结晶析出作为氮肥
接触法制硫酸
1.接触法制硫酸的原料是硫磺,黄铁矿,石膏,有色金属冶炼厂的烟气.在我国主要用黄铁矿.
2.接触法制硫酸可以分成三个阶段:造气,接触氧化,三氧化硫的吸收.
重点归纳
1.造气所用的设备是沸腾炉,进入燃烧炉的应该是硫磺或者是经过粉碎的黄铁矿和空气,反应方程为
S(s)+O2 (g)==点燃==SO2(g) ΔH= -297kJ/mol
FeS2(s)+11/4 O2(g)==高温==1/2 Fe2O3(s)+2SO2(g);ΔH=-853kJ/mol
4FeS2(s)+11O2(g)==高温==2 Fe2O3(s)+8SO2(g);ΔH=-3412kJ/mol
从燃烧炉出来的气体叫做炉气.除去杂质和矿尘的目的是防止催化剂中毒,进行干燥的原因是防止水蒸气与二氧化硫形成酸对设备的腐蚀和在接触室里对催化氧化的不良影响.
2净化,干燥的炉气进入接触室与催化剂接触发生反应,反应方程为SO2(g)+1/2O2(g) ==催化剂== SO3(g); ΔH= -98.3kJ/mol(可逆反应!反应条件为400摄氏度到500摄氏度,五氧化二钒做催化剂.)
3吸收三氧化硫是在吸收塔中进行的,踏中堆有瓷环.一般用98.3%硫酸吸收三氧化硫,形成硫酸,然后在稀释成所需浓度的硫酸.
S(g)+O2
(g)=SO2(g)
ΔH=
-297kJ/mol
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(g)+8SO2(g)
ΔH=-853kJ/mol
2SO2(g)+O2(g)
=
2SO3(g)
ΔH=
-98.3kJ/mol
尾气净化:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)
ΔH=
-130.3kJ/mol
(1)煅烧黄铁矿,净化二氧化硫
(2)接触室催化氧化二氧化硫成三氧化硫
(3)吸收塔顶喷浓硫酸吸收三氧化硫---发烟硫酸!
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(g)+8SO2(g) 2、接触氧化:2SO2(g)+O2(g) = 2SO3(g)3、三氧化硫的吸收,用98.3%硫酸吸收三氧化硫,形成发烟硫酸,然后在稀释成所需浓度的硫酸。SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)