文档介绍：第3章硫酸与***Sulfuric Acid and Nitric Acid授课教师:蔡永伟2《化工工艺学》第3章硫酸与***? 硫酸? 概述? 从硫铁矿制二氧化硫炉气? 炉气的净化与干燥? 二氧化硫的催化氧化? 三氧化硫的吸收? 三废治理与综合利用? ***? 概述? 稀***生产过程? 尾气的治理和能量利用? 浓***的生产简介? ***的毒性、安全和贮运主要内容3? 硫酸(Sulfuric Acid)?硫酸(H2SO4,)为无色透明油状液体。?通常指硫酸为SO3与H2O摩尔比小于1的任意比例混合物,当SO3与H2O摩尔比大于1时,称为发烟硫酸。?在自然界中,游离硫酸存在与某些火山地带的温泉中、硫化金属矿山的泉水、以及酸雨中。?硫酸是重要的基本化学工业原料。在大宗生产的化学品中,硫酸的产量居于首位。被称为工业之母。?在化肥、冶金、国防、有机合成、石油炼制等工业都有广泛用途。?硫酸工业概况。工业硫酸GB/T 534-2002《化工工艺学》第3章硫酸与***? 概述(Preface)《化工工艺学》第3章硫酸与***?(1) 硫酸的物理性质性质数据密度(20℃),g/cm3 (t℃),g/cm3熔点,℃沸点,℃蒸汽压,Pa溶解热(℃),kJ/mol热容(0℃),J/()±±5(有文献:270、)(25℃),27(100℃)???????????硫酸与水二元体系的最高恒沸点为:%H2SO4,326±5℃,此时的饱和蒸汽压为(kPa):????Sp5?(2) 硫酸的生产方法《化工工艺学》第3章硫酸与***?工业上生产硫酸,是以能够产生二氧化硫(SO2)气体的各种含硫矿物质为原料。首先制取含SO2的原料气,再将SO2氧化成SO3,再水合制成硫酸。总反应式为:OHnSOHOnHOSO242222)1(??????工业上有两种氧化SO2的方法,即硝化法和接触法。?①硝化法属早期办法,将SO2直接氧化成H2SO4:NOSOHOHNOSO???????SO2溶解在硫酸中,氧化在液相进行,NO的氧化在气相中进行,O2来自空气,NO仅仅起传递作用。?②接触法SO2在固体催化剂(V2O5)上同O2结合成SO3,然后与水结合生产硫酸。这种方法是现在主流的硫酸生产工艺。6?接触法制硫酸生产流程7?(3) 生产硫酸的原料《化工工艺学》第3章硫酸与***?生产硫酸的原料有三类:硫、金属硫化物、和硫酸盐。专为生产硫酸开采的有硫矿、硫铁矿、和磁硫铁矿;作为副生的硫资源有天然气和石油回收硫、含煤硫铁矿、有色金属冶炼气、硫化氢等;作为工业废弃物的硫资源磷石膏、废脱硫剂、工业废酸、硫酸亚铁等。?硫铁矿:硫化铁矿物的总称,主要成份是FeS2。?磁硫铁矿:主要成份为Fe7S8。含S量越高,锻烧时放热越多。两种矿含S量相同时,磁硫铁矿锻烧放热量比普通硫铁矿高30%左右。自然开采的硫铁矿都含有很多杂质,使矿呈灰、褐、黄铜等不同颜色。通常含硫量只有30~50%。?硫磺:天然硫磺生产硫酸最好,但我国硫磺矿极少。?其它原料:硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等。? 从硫铁矿制二氧化硫炉气Making SO2 gases from sulfur-iron ore《化工工艺学》第3章硫酸与***?硫铁矿的焙烧?中国的商品硫铁矿的含硫量一半在30~42%,有块状和粉状两种,焙烧之前需要干燥、粉碎、筛分。?(1) 硫铁矿的焙烧反应molkJgSFeSFeS294)(2222???molkJSOOgS7222)(222??????????总反应式为:?????可见,硫铁矿焙烧是强烈放热反应,除可供反应自热进行外,还需要移出反应余热。9?(2) 硫铁矿的焙烧速度《化工工艺学》第3章硫酸与***?硫铁矿焙烧是“气-固”非均相反应,反应平衡常数很大,通常认为反应彻底,所以反应速度决定了生产能力。焙烧反应的反应速率与温度的关系如下图。t/℃lgk441 560 727 977?460~560℃为第一阶段,斜率大,活化能大。温度升高,反应速率增加很快。化学反应受动力学(速度)控制