工業制硫酸如何乾燥

1. 請教化學高手：工業上如何制硫酸。（要結合高中教材）

一、接觸法制硫酸的原理、過程及典型設備

1．三種原料：硫鐵礦（FeS2）、空氣、水。

利用接觸法制硫酸一般可以用硫黃、黃鐵礦、石膏、有色金屬冶煉廠的煙氣(含一定量的SO2)等。其中用硫黃作原料成本低、對環境污染少。但我國硫黃資源較少，主要用黃鐵礦（主要成分為FeS2）作生產硫酸的原料。

2．三步驟、三反應：

（1）4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2（高溫）

（2）2SO2+O2≈2SO3（催化劑，加熱），（3）SO3+H2O===H2SO4

3．三設備：（1）沸騰爐（2）接觸室（3）合成塔

4．三原理：化學平衡原理、熱交換原理、逆流原理。

（1）增大反應物濃度、增大反應物間接觸面積，能提高反應速率並使化學平衡向正反應方向移動，以充分提高原料利用率。

（2）熱交換原理：在接觸室中生成的熱量經過熱交換器，傳遞給進入接觸室的需要預熱的混合氣體，為二氧化硫的接觸氧化和三氧化硫的吸收創造了有利條件。

（3）逆流原理：液體由上向下流，氣體由下向上升，兩者在逆流過程中充分反應。

接觸法制硫酸的原理、過程及典型設備

三原料三階段三反應（均放熱）三設備三凈化

黃鐵礦或S造氣4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2（高溫）或S+O2=SO2沸騰爐除塵

空氣接觸氧化2SO2+O2≈2SO3（催化劑）接觸室（含熱交換器）洗滌

98.3%濃硫酸三氧化硫吸收SO3+H2O===H2SO4吸收塔乾燥

接觸法制硫酸示意圖：

2. 硫酸工業生產流程

硫酸最重要的工業製法是接觸法。
接觸法主要的原料為燃硫或硫化鐵爾來的二氧化硫，及空氣中的氧，使二氧化硫氧化而為三氧化硫，吸收於水中，即可得任何濃度的硫酸。惟此氧化，須有某種接觸劑存在時始有作用；最常用者為鉑及釩之氧化物。二氧化硫自燃硫而得者可直接使其氧化，若自燃硫化鐵的燃燒，而得者須先降冷，洗之以酸或由濾過法或由沉澱法使之清潔；灰塵，硫蒸汽，砷，磷及其它物質存於氣流中者，必須除去免其害及接觸劑，為不純物質對於氧化礬危害較鉑輕。
（4）接觸法制硫酸的反應原理：燃燒硫或金屬硫化物等原料來製取二氧化硫。使二氧化硫在適當的溫度後催化劑的作用下氧化成三氧化硫，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過程：以硫鐵礦為原料時步驟如下
（a）二氧化硫的製取和凈化：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）乾燥等凈化設備應除去有害雜質，凈化後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，用來把硫酸的工業製法
（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並在吸收過程中不形成酸霧，工業上是用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。吸收三氧化硫後濃度增大，然後把它用水稀釋成稀硫酸，配製成各濃度的硫酸。
（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採用氨吸收法
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後再跟93%的硫酸反應放出二氧化硫氣體。放出的二氧化硫可用於制液體二氧化硫，硫酸銨可製成肥料。
鹽酸的工業製法之一
工業上製取鹽酸時，首先在反應器中將氫氣點燃，然後通入氯氣進行反應，製得氯化氫氣體。氯化氫氣體冷卻後被水吸收成為鹽酸。在氯氣和氫氣的反應過程中，有毒的氯氣被過量的氫氣所包圍，使氯氣得到充分反應，防止了對空氣的污染。在生產上，往往採取使另一種原料過量的方法使有害的、價格較昂貴的原料充分反應。
鹽酸的工業製法之二
鹽酸是氯比氫的水溶液。在製革、印染、食品、醫葯、化工、冶金等工業部門大量使用鹽酸。工業上生產鹽酸的主要方法是使氯氣跟氫氣直接化合，然後用水吸收生成的氯化氫氣體。氯化氫是在合成塔里合成的。
近年來，工業上還發展了由生產含氯有機物的副產品氯化氫制鹽酸。例如，氯氣跟乙烯反應，生成二氯乙烷(C2H4Cl2)。它再經過反應生成氯乙烯，後者是制聚氯乙烯的原料。
C2H4Cl2=C2H3Cl（氯乙烯）+HCl
氯化氫是制氯乙烯的副產品。參考資料： http://www.jshlzx.net/klh/2/2008/text/zk08_157.htm

3. 工業如何制硫酸

一、接觸法制硫酸的原理、過程及典型設備 1．三種原料：硫鐵礦（FeS2）、空氣、水。利用接觸法制硫酸一般可以用硫黃、黃鐵礦、石膏、有色金屬冶煉廠的煙氣(含一定量的SO2)等。其中用硫黃作原料成本低、對環境污染少。但我國硫黃資源較少，主要用黃鐵礦（主要成分為FeS2）作生產硫酸的原料。 2．三步驟、三反應：（1） 4FeS2 +11O2=== 2Fe2O3+8SO2（高溫）（2）2 SO2+ O2 ≈ 2 SO3 （催化劑，加熱），（3） SO3 + H2O === H2SO4 3．三設備：（1）沸騰爐（2）接觸室（3）合成塔 4．三原理：化學平衡原理、熱交換原理、逆流原理。（1）增大反應物濃度、增大反應物間接觸面積，能提高反應速率並使化學平衡向正反應方向移動，以充分提高原料利用率。（2）熱交換原理：在接觸室中生成的熱量經過熱交換器，傳遞給進入接觸室的需要預熱的混合氣體，為二氧化硫的接觸氧化和三氧化硫的吸收創造了有利條件。（3）逆流原理：液體由上向下流，氣體由下向上升，兩者在逆流過程中充分反應。接觸法制硫酸的原理、過程及典型設備三原料 三階段 三反應（均放熱） 三設備 三凈化黃鐵礦或S 造氣 4FeS2+11O2=== 2Fe2O3+8SO2（高溫）或S+O2=SO2 沸騰爐 除塵空氣 接觸氧化 2 SO2 + O2 ≈ 2 SO3 （催化劑） 接觸室（含熱交換器） 洗滌 98.3%濃硫酸 三氧化硫吸收 SO3+ H2O === H2SO4 吸收塔 乾燥接觸法制硫酸示意圖：

4. 硫酸的工業製法是什麼

硫酸的工業製法

方法一：

1、製取二氧化硫（沸騰爐）

燃燒硫或高溫處理黃鐵礦，製取二氧化硫S+O2=點燃=SO2

4FeS2+11O2=高溫=8SO2+2Fe2O3

2、接觸氧化為三氧化硫（接觸室）

2SO2+O2=五氧化二釩催化並加熱=2SO3（可逆反應）

3、用98.3%硫酸吸收

SO3+H2SO4=H2S2O7（焦硫酸）

4、加水

H2S2O7+H2O=2H2SO4

5、提純

可將工業濃硫酸進行蒸餾，便可得到濃度95%－98%的商品硫酸。

二水法磷酸反應後，利用磷石膏，工業循環利用，使用二水法制硫酸。

方法二：

1、製取二氧化硫（沸騰爐）

燃燒硫或高溫處理黃鐵礦，製取二氧化硫S+O2=點燃=SO2

4FeS2+11O2=高溫=8SO2+2Fe2O3

2、將二氧化硫溶於水變成亞硫酸。

工業硫酸是一種油狀的液體，一般看起來是無色透明狀的，硫酸的密度比水的密度大，溶於水是放出大量的熱；有強烈的腐蝕性和脫水性。

分子式：H2SO4

相對分子質量：98.08（按1985年國際原子量）

硫酸主要用途

1、利用其酸性，可制磷肥、氮肥；可除銹；可制實用價值較大的硫酸鹽。

2、利用濃硫酸的吸水性，在實驗室常用濃硫酸作吸水劑和乾燥劑。濃硫酸能乾燥中性氣體和酸性氣體，如：H2、O2、N2、CO2、SO2、Cl2、HCl等，但不能乾燥鹼性氣體（NH3）和常溫下具有還原性（H2S、HBr、HI）的氣體。

3、利用濃硫酸的脫水性，濃硫酸常用作精煉石油的脫水劑、有機反應的脫水劑等。

4、利用濃硫酸的高沸點難揮發性，常用於製取各種揮發性酸。

實驗室還常用濃鹽酸跟濃硫酸混合來快速簡易製取HCl氣體。因為濃硫酸具有吸水性，能吸收濃鹽酸中的水，且能放出大量的熱，加速HCl的揮發並能乾燥HCl氣體。

以上內容參考：網路-硫酸工業

5. 硫酸工業的工業製法

方法一：

生產硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。

1、製取二氧化硫（沸騰爐）

燃燒硫或高溫處理黃鐵礦，製取二氧化硫S+O₂=點燃=SO₂

4FeS₂+11O₂=高溫=8SO₂+2Fe₂O₃

2、接觸氧化為三氧化硫（接觸室）

2SO₂+O₂=五氧化二釩催化並加熱=2SO₃（可逆反應）

3、用98.3%硫酸吸收

SO₃+H₂SO₄=H₂S₂O₇（焦硫酸）

4、加水

H₂S₂O₇+H₂O=2H₂SO₄

5、提純

可將工業濃硫酸進行蒸餾，便可得到濃度95%－98%的商品硫酸。

二水法磷酸反應後，利用磷石膏，工業循環利用，使用二水法制硫酸。

方法二：

1、製取二氧化硫（沸騰爐）

燃燒硫或高溫處理黃鐵礦，製取二氧化硫S+O₂=點燃=SO₂

4FeS₂+11O₂=高溫=8SO₂+2Fe₂O₃

2、將二氧化硫溶於水變成亞硫酸。

3、亞硫酸氧化得硫酸。

(5)工業制硫酸如何乾燥擴展閱讀：

硫酸的用途

一般化工用途

硫酸最廣泛的用途是製造磷酸，而磷酸則用於製造含磷肥料。93%硫酸被用於製造硫酸鈣，氟化氫以及磷酸。氟化氫最終會以氫氟酸的形態隔走。

Ca₅F(PO₄)₃+ 5H₂SO₄+ 10H₂O→ 5CaSO₄·2 H₂O+ HF + 3H₃PO₄

硫酸另一個用途用於造紙。硫酸會用於產生硫酸鋁，硫酸鋁在木漿纖維上與少量肥皂物發生反應，形成含鋁羧酸鹽用以使纖維物凝固，形成較堅硬的表面。

硫酸鋁的產生：

Al₂O₃+ 3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+ 3H₂O

硫酸亦可製造用於隔走廢水中的有害物質的氫氧化鋁。氫氧化鋁在污水處理廠里是一個非常重要的化學物質。還有，硫酸也是很多染料製造中必要的化學物。

工業清潔品

硫酸也是很多用以清潔氧化物、銹跡等的清潔品中的成分。已用的硫酸會被回收再用，方法是將酸與多種有機物燃燒，釋出二氧化硫及三氧化硫，這些原材料可以用來生產新的硫酸。

催化劑

硫酸是多種化學反應的催化劑。例如，它催化尼龍的製造過程；另外，多個汽油提煉過程也需要硫酸的催化進行。

電解質

酸性通渠水含有高濃度的硫酸。圖中顯示數滴酸性通渠水使pH試紙迅速變紅並將其蝕穿，顯示了其強酸性及脫水性。

硫酸是汽車鉛酸蓄電池中的電解質。有關的化學方程式為：

陽極：

Pb+SO₄2-⇌PbSO₄+ 2 e-

陰極：

PbO₂+ 4 H++SO₄2-+ ₂ e-⇌PbSO₄+ 2 H₂O

總方程：

Pb+PbO₂+ 4 H++ 2SO₄2-⇌₂PbSO₄+ 2 H₂O

一般家居用途

世界大多酸性水道疏通用品均含有硫酸，可以除去頭發、油污等淤塞物。基於安全理由，在使用時宜小心並帶上手套。另外，由於硫酸會與水發生高放熱反應，在使用前宜盡量保持渠道乾爽，並慢慢倒入有關疏通劑。

6. 工業如何制硫酸

第一步：礦石氧化反應場所：沸騰爐反應方程式：4FeS2+11O2=高溫=2FeO3+8SO2 第二步：氣體氧化反應場所：接觸室反應方程式：2SO2+O2=催化劑加熱=2SO3 第三步：吸收液體反應場所：吸收塔放映方程式：H2O+SO3==H2SO4【實際用98%的濃硫酸吸收】

主要方程式:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2=2SO3

SO3+H2O=H2SO4

7. 硫酸如何用化學方法乾燥

濃鹽酸的濃度是36%,不可能除掉水分的；硫酸可以用無水硫酸鈉乾燥,用一個像漏斗的裝置,把無水硫酸鈉放在漏斗中間,兩頭固定,再硫酸從上面流下去,這樣可以吸水,不過要注意安全,我沒試過.

8. 求工業制硫酸詳解

一、煅燒：將硫黃或黃鐵礦在空氣中燃燒或焙燒，以得到二氧化硫氣體。（國內以黃鐵礦為主）
二、催化氧化：將二氧化硫氧化為三氧化硫是生產硫酸的關鍵，其反應為：2SO2+O2→2SO3
這個反應在室溫和沒有催化劑存在時，實際上不能進行。根據二氧化硫轉化成三氧化硫途徑的不同，製造硫酸的方法可分為接觸法和硝化法。接觸法是用負載在硅藻土上的含氧化鉀或硫酸鉀（助催劑）的五氧化二釩V2O5作催化劑，將二氧化硫轉化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作遞氧劑，把二氧化硫氧化成三氧化硫：
SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO
根據所採用設備的不同，硝化法又分為鉛室法和塔式法，現在鉛室法已被淘汰；塔式法生產的硫酸濃度只有76％；而接觸法可以生產濃度98％以上的硫酸；採用最多。
接觸法生產工藝：接觸法的基本原理是應用固體催化劑，以空氣中的氧直接氧化二氧化硫。其生產過程通常分為二氧化硫的制備、二氧化硫的轉化和三氧化硫的吸收三部分。
二氧化硫的制備和凈化：
以硫鐵礦等其他原料製成的原料氣，含有礦塵、氧化砷、二氧化硒、氟化氫、氯化氫等雜質，需經過凈化，使原料氣質量符合轉化的要求。為此，經回收余熱的原料氣，先通過乾式凈化設備（旋風除塵器、靜電除塵器）除去絕大部分礦塵，然後再由濕法凈化系統進行凈化。
經過凈化的原料氣，被水蒸氣所飽和，通過噴淋93％硫酸的填料乾燥塔，將其中水分含量降至0.1g/m3以下。
二氧化硫的轉化：二氧化硫於轉化器中，在釩催化劑存在下進行催化氧化：
SO2+（1/2）O2 SO3 ΔH=-99.0kJ
釩催化劑是典型的液相負載型催化劑，它以五氧化二釩為主要活性組分，鹼金屬氧化物為助催化劑，硅藻土為催化劑載體，有時還加入某些金屬或非金屬氧化物，以滿足強度和活性的特殊需要。通常製成直徑4～6mm、長5～15mm柱狀顆粒。近年來，丹麥、美國和中國相繼開發了球狀、環狀催化劑，以降低催化床阻力，減少能耗。
釩催化劑須在某一溫度以上才能有效地發揮催化作用，此溫度稱為起燃溫度，通常略高於400℃。近年來，研製成功的低溫活性型釩催化劑，其起燃溫度降低到370℃左右，因而提高了二氧化硫轉化率。轉化器進口的原料氣溫度保持在釩催化劑的起燃溫度之上，通常為410～440℃。
由於原料氣經過濕法凈化系統後降溫至40℃左右，所以必須通過換熱器，以轉化反應後的熱氣體間接加熱至反應所需溫度，再進入轉化器。二氧化硫經氧化反應放出的熱量，使催化劑層溫度升高，二氧化硫平衡轉化率隨之降低，如溫度超過650℃，將使催化劑損壞。為此，將轉化器分成3～5層，層間進行間接或直接冷卻，使每一催化劑層保持適宜反應溫度，以同時獲得較高的轉化率和較快的反應速度。
現代硫酸生產用的兩次轉化工藝，是使經過兩層或三層催化劑的氣體，先進入中間吸收塔，吸收掉生成的三氧化硫，余氣再次加熱後，通過後面的催化劑層，進行第二次轉化，然後進入最終吸收塔再次吸收。由於中間吸收移除了反應生成物，提高了第二次轉化的轉化率，故其總轉化率可達99.5％以上，部分老廠仍採用傳統的一次轉化工藝，即氣體一次通過全部催化劑層，其總轉化率最高僅為98％左右。
三、吸收：三氧化硫的吸收：轉化工序生成的三氧化硫經冷卻後在填料吸收塔中被吸收。吸收反應雖然是三氧化硫與水的結合，即：SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-132.5kJ
但不能用水進行吸收，否則將形成大量酸霧。工業上採用98.3％硫酸作吸收劑，因其液面上水、三氧化硫和硫酸的總蒸氣壓最低，故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸濃度因吸收三氧化硫而升高，須向98.3％硫酸吸收塔循環槽中加水並在乾燥塔與吸收塔間相互串酸，以保持各塔酸濃度恆定。成品酸由各塔循環系統引出。
吸收塔和乾燥塔頂設有金屬絲網除沫器或玻璃纖維除霧器，以除去氣流中夾帶的硫酸霧沫，保護設備，防止環境污染。兩次轉化工藝的最終吸收塔出口尾氣中的二氧化硫濃度小於500×10-6，尾氣可直接排入大氣；而一次轉化工藝的吸收塔尾氣中的二氧化硫濃度高達2000×10-6～3000×10-6，故須設置尾氣處理工序，以使排氣符合環境保護法規。氨水吸收法是應用最廣的尾氣處理方法。

9. 工業制硫酸時，沸騰爐產生的氣體要經過怎樣的具體處理

工業制硫酸時，沸騰爐產生的氣體要先凈化、乾燥然後才能通入接觸室。
因為接觸室是SO2的催化氧化，裡面有催化劑，而沸騰爐直接過來的氣體中含有雜質，會使催化劑失活中毒，起不到催化作用，所以必須先凈化、乾燥