硫酸最重要的工業(yè)制法是接觸法。
接觸法制硫酸的反應原理: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?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?a href="/supply/85.html" target="_blank">硫酸。二氧化硫跟氧氣在催化劑的表面上接生產過程:以硫鐵礦為原料時步驟如下上接生產過程:
以硫鐵礦為原料時步驟如下(a)二氧化硫的制取和凈化:硫鐵礦粉碎成細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、氮氣、水以及一些雜質,如砷、硒等化合物礦塵等,雜質和礦塵都會使催化劑作用減弱或失去作用。這種現(xiàn)象叫催化劑幅。水蒸氣對設備和生產也有不良影響。為此在進行氧化反應前,爐氣必須通過除塵洗滌(除去硒、砷等化合物)干燥等凈化設備應除去有害雜質,凈化后的混合氣體主要含二氧化硫,氧氣和氮氣。(b)二氧化硫氧化成三氧化硫:二層催化劑中裝有一個熱交換器,用來促使二氧化硫氧與氧氣反應生成三氧化硫。這個反應是可逆反應。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:從吸收塔上部導出的沒有起反應的氧氣和少量二氧化硫以及不起反應的氮氣等氣體工業(yè)上稱尾氣,用尾氣中含少量二氧化硫放空氣中會造成大氣污染,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當吸收液中亞硫酸氫銨達一定濃度后再跟93%的硫酸反應產生硫酸銨,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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