设计一座硫酸厂.ppt

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1、亲爱的水：亲爱的水：您好！您好！请允许我这样叫你，其实这么长时间以来，我一直深爱请允许我这样叫你，其实这么长时间以来，我一直深爱着你。每当我遇上你，我就有种沸腾的感觉，全身会发出着你。每当我遇上你，我就有种沸腾的感觉，全身会发出大量的热。当我见不到你时，我甚至会在空气中寻找你的大量的热。当我见不到你时，我甚至会在空气中寻找你的气息，寻找你的每一丝痕迹，我是多么渴望与你亲密相处。气息，寻找你的每一丝痕迹，我是多么渴望与你亲密相处。我有时很暴躁，这是我承认的，但这是我我有时很暴躁，这是我承认的，但这是我+6价的中心硫原价的中心硫原子决定的，我无法改变我的脾气，就像我无法表达我对你子决定的，我无法改

2、变我的脾气，就像我无法表达我对你的爱一样。的爱一样。水，我可以对门捷列夫发誓，我会爱你一辈子。虽然别水，我可以对门捷列夫发誓，我会爱你一辈子。虽然别人认为我的脾气不好，他们说我欺负金属，欺负硫化氢。人认为我的脾气不好，他们说我欺负金属，欺负硫化氢。其实，这都是硝酸他传开的，难道硝酸不欺负他们吗，天其实，这都是硝酸他传开的，难道硝酸不欺负他们吗，天地可以证明，我欺负铜还要热身一下，而浓硝酸却不用，地可以证明，我欺负铜还要热身一下，而浓硝酸却不用，这不是说明他比我喜欢更欺负弱小吗？这不是说明他比我喜欢更欺负弱小吗？水，我深爱你，就像老鼠爱大米。如果硝酸敢水，我深爱你，就像老鼠爱大米。如果硝酸敢欺负

3、你的话，你就找我，尽管我的氧化性不如欺负你的话，你就找我，尽管我的氧化性不如他，但是为了你，我会与他拼命！他，但是为了你，我会与他拼命！水，我刻骨铭心的爱着你，永远。我为你可水，我刻骨铭心的爱着你，永远。我为你可以付出一切，为了你，变成稀硫酸我也不会后以付出一切，为了你，变成稀硫酸我也不会后悔。就算我变为稀硫酸，我对你的心也不会变，悔。就算我变为稀硫酸，我对你的心也不会变，因为我是不挥发的，这点我比硝酸强。因为我是不挥发的，这点我比硝酸强。水，请你不要逃避，你逃到天涯海角，我也水，请你不要逃避，你逃到天涯海角，我也会找到你，就算你逃到有机物中，我也会夺取会找到你，就算你逃到有机物中，我也会夺取

4、氢氧重新合成你，因为我爱你！氢氧重新合成你，因为我爱你！此致此致 敬礼敬礼 98的浓硫酸的浓硫酸 2010年年3月月25日日2003年，我国硫酸年，我国硫酸产产量达到量达到3371.2万万t，比上年比上年增增产产320万万t，增增长长10.5%，摆摆脱了脱了长长期以来位居次期以来位居次席的地位，超越美国的席的地位，超越美国的3050万万3100万万t。由于由于进进口硫磺一直在高价位运行口硫磺一直在高价位运行，部分硫磺制酸装置改回，部分硫磺制酸装置改回硫硫铁矿铁矿制酸，硫制酸，硫铁矿铁矿制酸一改制酸一改过过去的下降去的下降趋势趋势，产产量达到量达到1303.4万万t，比比2002年增年增长长8.

5、1%，占，占总产总产量量的的38.7%；硫磺制酸硫磺制酸产产量量为为1260.9万万t，占占总产总产量的量的37.4%；冶冶炼炼烟气制酸烟气制酸产产量量为为752.1万万t，占占总产总产量的量的22.3%；磷石膏及其他制酸磷石膏及其他制酸产产量量为为54.7万万t。一、生产过程一、生产过程（3个阶段，个阶段，3个反应）个反应）1造气造气（沸腾炉沸腾炉）4FeS2+11O2高温高温2Fe2O3+8SO2沸腾炉照片沸沸 腾腾 炉炉空气空气炉气炉气思考：思考：从沸腾炉出来从沸腾炉出来的气体的气体 SO2是否纯净？是否纯净？矿渣思考：思考：黄铁黄铁矿为什么要矿为什么要粉碎？为什粉碎？为什么通入强大么通

6、入强大的空气流？的空气流？燃烧黄铁矿燃烧黄铁矿为什么不要为什么不要多加燃料？多加燃料？沸腾炉沸腾炉1.造气造气(二氧化硫的制取和净二氧化硫的制取和净化化)4FeS2(固固)+11O2(气气)=2Fe2O3(固固)+8SO2(气气);H=-3412KJ/mol高温高温（1）主要化学反应）主要化学反应:（2）主要设备和流程）主要设备和流程:原原料料粉粉碎碎沸腾炉过量过量空空气气炉气炉气SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质，水蒸气以及一些杂质，如如As、Se等的化合物和矿尘等等。等的化合物和矿尘等等。除除尘尘洗洗1313涤涤干干燥燥扩大反应物的接触面。扩大反应物的接触面。通入强大的空气流可以加快反

7、应，通入强大的空气流可以加快反应，提高原料利用率，这种方法常用于提高原料利用率，这种方法常用于工业生产中。工业生产中。黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料，的黄铁矿不需要多加燃料，被净化后的炉气主要成分是二氧化硫、被净化后的炉气主要成分是二氧化硫、氧气和氮气，常温下较难转化为三氧氧气和氮气，常温下较难转化为三氧化硫，加热到化硫，加热到400500，在催化剂，在催化剂的作用下，能较快地转化为三氧化硫，的作用下，能较快地转化为三氧化硫，请写出反应方程式，说明反应特点。请写出反应方程式，说明反应特点。接触室照片接接触触室室思考：适宜条件的选择思考：适宜条

8、件的选择接接触触室室思考：思考：接触室中热交接触室中热交换器的作用换器的作用?从接触从接触室出来的气体成分是室出来的气体成分是什么？什么？催化剂：催化剂：五氧化二矾五氧化二矾（V2O5）温度：温度：400至至500摄摄氏度氏度压强：压强：常压常压2.接触氧化接触氧化（1）主要化学反应及特征）主要化学反应及特征:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);H=-196.6KJ/mol催化剂催化剂主要特征主要特征:可逆反应可逆反应,正反应为放热反应正反应为放热反应,正反应为正反应为气体体积缩小的反应气体体积缩小的反应.2.接触氧化接触氧化（1）主要化学反应及特征）主要化学反应及特征:（2）主要设备和

9、流程）主要设备和流程:接触室SO2O2N2热交换器热交换器5000C催化剂催化剂SO3SO2O2N2思考讨论思考讨论:接触氧化过程，接触氧化过程，应用了热交换器，其作用应用了热交换器，其作用是什么是什么?2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);H=-196.6KJ/mol催化剂催化剂其作用是在二氧化硫接触其作用是在二氧化硫接触氧化时氧化时,用放出的热来加热用放出的热来加热未起反应的二氧化硫和未起反应的二氧化硫和空气空气,这样可以充分利用这样可以充分利用热能热能,节约燃料节约燃料.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);2SO2+O2=2SO3V2O54500C沸腾炉接触室沸腾炉600C50

10、00C4500C8500C5000C热交换器热交换器催化剂催化剂（1）反应原理反应原理（2）设备：设备：2）SO2氧化成氧化成SO32接触氧化接触氧化（接触室接触室）2SO2+O22SO3反应条件的选择：反应条件的选择：温度：从速率和催化剂活性温度：从速率和催化剂活性方面考虑，选方面考虑，选400500压强：在常压下压强：在常压下SO2转化率转化率已很高，所以采用常压已很高，所以采用常压催化剂：催化剂：V2O5吸吸收收塔塔思考：思考：吸收三吸收三氧化硫为什么不氧化硫为什么不用水和稀硫酸，用水和稀硫酸，而用而用98.3%的浓的浓硫酸？浓硫酸为硫酸？浓硫酸为什么必须从塔顶什么必须从塔顶喷下？喷下？

11、3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成三氧化硫的吸收和硫酸的生成（1）主要化学反应）主要化学反应:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l);H=-130.3KJ/mol（2）主要设备和流程）主要设备和流程:吸收塔SO3SO2O2N298.3%H2SO4尾气尾气思考讨论思考讨论:吸收三氧化硫吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫酸为什么不用水和稀硫酸而用而用98.3%的浓硫酸？的浓硫酸？浓硫酸为什么必须从塔浓硫酸为什么必须从塔顶喷下？顶喷下？思考讨论思考讨论:从吸收塔出来从吸收塔出来的尾气的成分是什么的尾气的成分是什么?讲解讲解三氧化硫与水反应，放出大量的三氧化硫与水反应，放出大量的热，用水或稀硫酸吸收三氧

12、化硫易形成热，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于气体三氧化硫酸雾，酸雾的形成不利于气体三氧化硫被进一步吸收，吸收速度慢，且吸收不被进一步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全，完全，98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全，由此看来工业生产上特别重收更完全，由此看来工业生产上特别重视生产的速度及原料的利用率。视生产的速度及原料的利用率。接触室沸腾炉吸收塔热热交交换换5000C1500C98.3%H2SO4SO3+H2O=H2SO4放热放热尾气尾气3）SO3的吸收及硫酸的生成的吸收及硫酸的生成硫酸

13、工业生产流程动画沸沸腾腾炉炉接接触触室室吸吸收收塔塔净净化化冷冷却却二、二、3种原料种原料黄铁矿黄铁矿FeS2(或硫磺或硫磺)空气空气水水三、三、3个设备个设备沸腾炉、接触室、吸收塔沸腾炉、接触室、吸收塔尾气：氨水吸收尾气：氨水吸收SO2的吸收：的吸收：SO2+NH3H2O=NH4HSO3(SO2过量过量)SO2+2NH3H2O=(NH4)2SO3+H2O(NH3H2O过过量量)SO2的回收：的回收：2NH4HSO3+H2SO4=2SO2+(NH4)2SO4+2H2O(NH4)2SO3+H2SO4=SO2+(NH4)2SO4+H2O小结：小结：接触法制硫酸接触法制硫酸阶阶段段化学反应方程式化学

14、反应方程式设设备备所用所用化工化工原理原理1造气造气沸沸腾腾炉炉增大增大接触接触面积面积2接触接触氧化氧化接触接触室室热交热交换换3三氧三氧化硫化硫的吸的吸收收吸收吸收塔塔逆流逆流原理原理二、厂址选择1.一般化工厂的厂址选择应该考一般化工厂的厂址选择应该考虑哪些因素？虑哪些因素？2.与一般的化工厂相比，硫酸厂与一般的化工厂相比，硫酸厂在厂址选择上，有何特殊性？在厂址选择上，有何特殊性？3.为什么磷肥厂都建设有配套的为什么磷肥厂都建设有配套的硫酸厂？硫酸厂？硫酸厂址选择注意：硫酸厂址选择注意：经经济济效效益益问问题题，离离硫硫酸酸消费中心不能太远。消费中心不能太远。环环保保问问题题，不不应应建建

15、在在人人口口稠稠密密的的居居民民区区和和环环保保要要求高的地区。求高的地区。物质利用1.何谓何谓“工业三废工业三废”？2.硫酸厂的硫酸厂的“三废三废”是什是什么？如何处理？得到的副么？如何处理？得到的副产物是什么？产物是什么？环境保护三废三废：废气、废液、废渣废气、废液、废渣环境污染环境污染：大气污染大气污染水污染水污染土壤污染土壤污染固体废弃物固体废弃物食品污染食品污染放射性污染放射性污染噪声污染噪声污染 伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件：发生于发生于19521952年英国年英国伦敦，由于冬季燃伦敦，由于冬季燃煤排放的烟尘和二煤排放的烟尘和二氧化硫在浓雾中积氧化硫在浓雾中积聚不散，最初的两聚不散，最

16、初的两个星期死亡个星期死亡40004000人，人，以后的两个月内又以后的两个月内又有有80008000多人死亡。多人死亡。硫酸工业三废处理硫酸工业三废处理1、矿石煅烧后的废渣含铁量高的用于、矿石煅烧后的废渣含铁量高的用于炼铁，炼铁，含铁含铁量低的造水泥量低的造水泥2、净化炉气的废水用石灰处理、净化炉气的废水用石灰处理3、SO2的处理的处理a、用氨水吸收制取氮肥、用氨水吸收制取氮肥(现代工业中使用的）现代工业中使用的）2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3NH3+H2O+SO2=NH4HSO3b、用石灰吸收制取石膏、用石灰吸收制取石膏CaCO3=CO2+CaO2CaO+2SO2+O2+4H

17、2O=2CaSO42H2Oc、用、用Na2SO3溶液吸收富集溶液吸收富集SO2Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO32NaHSO3=Na2SO3+SO2+H2O4、能量的充分利用、能量的充分利用在接触室中设热交换器，预热在接触室中设热交换器，预热SO2和空气和空气。5、洗涤、净化炉气产生的废水，含有微量、洗涤、净化炉气产生的废水，含有微量H2SO4、F-、Fe3+、Pb2+等，一般用等，一般用CaO中和中和H2SO4，同时，同时形成形成Fe(OH)3絮状沉淀可以吸附重金属离子使污水絮状沉淀可以吸附重金属离子使污水净化。净化。能量利用1.化工生产都有那些方面需要化工生产都有那些方面需要消耗

18、能量？消耗能量？2.为什么说为什么说“只要合理利用，只要合理利用，硫酸厂即可由能量输入厂变为硫酸厂即可由能量输入厂变为能量输出厂能量输出厂”？三种原料三种原料:黄铁矿黄铁矿(或硫或硫)、空气、水（、空气、水（98.3%的的硫酸）硫酸）小结小结:接触法制硫酸的接触法制硫酸的4个个“三三”三个阶段三个阶段:造气、接触氧化、三氧化硫的吸收造气、接触氧化、三氧化硫的吸收三套设备三套设备:沸腾炉、接触室沸腾炉、接触室(含热交换器含热交换器)、吸收塔、吸收塔1工工业业上上接接触触法法制制硫硫酸酸的的化化学学反反应应原原理理原原料料生生产产流流程程典典型型设设备备.了了解解化化学学反反应应原原理理生生产产原原料料生生产产流流程程典典型型设备的内在联系设备的内在联系.2生生产产流流程程的的每每一一阶阶段段最最佳佳工工艺艺条条件件.3关于硫酸工业综合经济效益讨论关于硫酸工业综合经济效益讨论