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硫酸和鹽酸及硫磺的生產(chǎn)工藝

發(fā)表時(shí)間:2025-05-15

硫酸最重要的工業(yè)制法是接觸法。
接觸法制硫酸的反應(yīng)原理:燃燒硫或金屬硫化物等原料來制取二氧化硫。使二氧化硫在適當(dāng)?shù)臏囟群蟠呋瘎┑淖饔孟卵趸扇趸,在使三氧化硫跟水化合生成硫酸。二氧化硫跟氧氣在催化劑的表面上接生產(chǎn)過程:以硫鐵礦為原料時(shí)步驟如下上接生產(chǎn)過程:
以硫鐵礦為原料時(shí)步驟如下(a)二氧化硫的制取和凈化:硫鐵礦粉碎成細(xì)小礦粒在沸騰爐充分燃燒4FeS2+11O2 =2Fe2O3+8SO2 從沸騰爐里出來的氣體叫爐氣,其中含二氧化硫、氧氣、氮?dú)、水以及一些雜質(zhì),如砷、硒等化合物礦塵等,雜質(zhì)和礦塵都會(huì)使催化劑作用減弱或失去作用。這種現(xiàn)象叫催化劑幅。水蒸氣對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)也有不良影響。為此在進(jìn)行氧化反應(yīng)前,爐氣必須通過除塵洗滌(除去硒、砷等化合物)干燥等凈化設(shè)備應(yīng)除去有害雜質(zhì),凈化后的混合氣體主要含二氧化硫,氧氣和氮?dú)。(b)二氧化硫氧化成三氧化硫:二層催化劑中裝有一個(gè)熱交換器,用來促使二氧化硫氧與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫。這個(gè)反應(yīng)是可逆反應(yīng)。主要方程式:    2SO2+O2 ?2SO3
(c)三氧化硫的吸收和硫酸的生成:為了更可能把三氧化硫吸收干凈并在吸收過程中不形成酸霧,工業(yè)上是用98.3%的硫酸來吸收三氧化硫,在吸收塔里一氧化硫從塔下部通入98.3%的硫酸從塔頂噴下,成品硫酸從塔底放出98.3%的硫酸。吸收三氧化硫后濃度增大,然后把它用水稀釋成稀硫酸,配制成各濃度的硫酸。               
吸收方程式:    SO3+H2O=H2SO4(d)尾氣中的二氧化硫回收:從吸收塔上部導(dǎo)出的沒有起反應(yīng)的氧氣和少量二氧化硫以及不起反應(yīng)的氮?dú)獾葰怏w工業(yè)上稱尾氣,用尾氣中含少量二氧化硫放空氣中會(huì)造成大氣污染,尾氣中二氧化硫回收常采用氨吸收法SO2+2NH3+H2O
=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2+H2O = 2NH4HSO3當(dāng)吸收液中亞硫酸氫銨達(dá)一定濃度后再跟93%的硫酸反應(yīng)產(chǎn)生硫酸銨,放出二氧化硫氣體。硫酸銨可制成肥料,放出的二氧化硫可用于制液體二氧化硫。

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