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硫酸工藝學ppt課件(已修改)

2026-01-24 09:23 本頁面

　

【正文】化工工藝學第 2章硫酸生產工藝學第 2章硫酸生產工藝學 ? 概述 ? 硫酸的生產原料 ? 二氧化硫爐氣的制造 ? 二氧化硫的催化氧化 ? 三氧化硫的吸收 ? 生產全流程 ? 硫酸生產技術展望內容提要 ? 本章圍繞硫酸生產中的主要化學反應二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反應，闡明可逆放熱氣固催化反應的特點，根據這些特點確定優化目標，優化反應條件，反應器和生產流程。 ? 原料氣的生產和凈化作為主要反應的前置過程，根據主反應的需要來確定優化目標，結合這些過程自身的特點來確定優化反應條件、凈化方法和主要設備。 ? 三氧化硫成酸是主反應的后繼過程，根據主反應的結果并結合自身的特點進行優化，確定成酸反應條件、成酸方法和主要設備。學習指導 ? 了解硫酸工業的發展史、硫酸的用途和規格、生產硫酸的原料、接觸法生產硫酸原則流程、硫酸生產的技術經濟指標、硫酸生產技術展望。掌握二氧化硫爐氣的制備及凈化、二氧化硫催化氧化過程、及硫酸的成酸過程。概述 ? 硫酸的用途和產品規格 ? 硫酸的生產歷史硫酸的用途和產品規格 ? （ 1）硫酸的用途 ? （ 2）硫酸的產量 ? （ 3）工業硫酸的規格（ 1）硫酸的用途 ? 硫酸的用途十分廣泛，主要是化肥工業和冶金工業。化肥工業主要是生產過磷酸鈣和硫酸銨；冶金工業則是用于銅、鋅、鎘、鎳等金屬的電解精煉；其它如輕工業、有機化工工業、無機鹽工業等。（ 2）硫酸的產量 ? 1950年，世界年產量 2780萬噸， 1960年，世界年產量 4822萬噸， 1970年，世界年產量 9107萬噸， 1980年，世界年產量14000萬噸， 1995年，世界年產量 15000萬噸。 2022年，世界年產量約 18000萬噸。（ 3）工業硫酸的規格 ? 93%， 98%， 105%， 110%， 120%。硫酸的生產歷史 ? （ 1） 10世紀，分解法 ? （ 2） 18世紀，鉛室法 ? （ 3）接觸法生產硫酸 ? （ 4）我國生產情況（ 1） 10世紀，分解法 ? 用綠礬（ FeSO47H2O）為原料，高溫加熱分解： ? FeSO47H2O → FeSO4 + 7H2O ? 2 FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + SO3 ? SO3 + H2O → H2SO4 ? 這種生產方法，硫的轉化率只有 50%，收率低，環境污染嚴重，產量極小，主要用于煉丹。（ 2） 18世紀，鉛室法 ? 1746年，出現鉛室法制酸工藝。其方法為： ? S + O2 → SO2 ? SO2 + NO2 + H2O → H2SO4 + NO ? 2NO + O2 → NO2 ? 在反應中， NO2只起了催化作用，但它們反應后被空氣稀釋，未能回收，浪費原料，污染環境。 ? 1827年，出現吸硝塔分解塔工藝。吸硝塔中用濃硫酸吸收 NO和 NO2生亞硝基硫酸，在分解塔中使亞硝基硫酸分解，生成的 NO再使用。 ? 2H2SO4 + NO2 + NO → 2NOHSO 4 + H2O ? 2NOHSO4 + 2H2O → 3 H 2SO4+ 2 NO ? 但這種方法生產的硫酸，其純度和濃度不高，達不到有機合成生產磺化產品、硝化產品的要求。（ 3）接觸法生產硫酸 ? 1831年，用鉑作催化劑生產硫酸，但鉑易中毒，只能用純硫生產的 SO2。 ? 20世紀 40年代，用釩催化劑代替鉑催化劑，這是目前世界上采用的唯一方法。生產原理為： ? S + O2 → SO2（或硫鐵礦） ? 2SO2 + O2 → 2SO3 ? SO3 + H2O → H2SO4 （ 4）我國生產情況 ? 1876年在天津建廠生產， 1949年前，最高年產量為 18萬噸， 1983年為 869萬噸，1997年為 1991萬噸，居世界第二位（美國 4515萬噸）。硫酸的生產原料 ? 硫磺 ? 硫鐵礦 ? 硫酸鹽礦 ? 含硫工業廢物硫磺 ? 主要來自自然界的單質硫，還有少量從煤、石油中回收的硫。由于原料純、工藝簡單、投資費用少、生產成本低。但我國沒有天然硫磺礦，因此主要用硫鐵礦為原料，上世紀 90年代后期，國內許多硫酸廠采用硫磺為原料生產硫酸。硫鐵礦 ? 硫鐵礦是世界大多數國家生產硫酸的主要原料。可以分為普通硫鐵礦、浮選硫鐵礦和含煤硫鐵礦。 ? 普通硫鐵礦具有金屬光澤，又稱黃鐵礦，是硫化物中分布最普通的礦物，含硫約為 25%～52%，含鐵約為 35%～ 44%。 ? 浮選硫鐵礦為浮選銅、鋅、錫的硫化物得到的廢礦，含硫約為 30%～ 40%。 ? 含煤硫鐵礦是由煤篩選分離出來的硫鐵礦和其它含硫混合物，含硫約為 35%～ 40%，含碳約為 10%～ 20%。硫酸鹽礦 ? 主要有石膏（ CaSO4）、 ? 芒硝（ Na2SO4）和 ? 明礬（ KAl3(OH)6(SO4)2）。用這些原料生產硫酸的同時，還可生產其它重要的化工產品。例如用石膏為原料可生產硫酸和水泥，用芒硝為原料，可生產硫酸和純堿，用明礬為原料可生產硫酸和鉀肥。含硫工業廢物 ? 主要指有色冶金廠副產的大量廢氣，石油煉制副產氣、低品位燃料燃燒的廢氣、合成氨和煉焦生成的 H2S，及其它含硫的廢渣和廢液。利用 “ 三廢 ” 生產硫酸，不僅減少了公害，保護環境，而且制酸成本低，具有社會、經濟雙重意義。二氧化硫爐氣的制造 ? 硫鐵礦的預處理 ? 硫鐵礦的焙燒 ? 沸騰爐 ? 爐氣的凈化和干燥二氧化

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