工业制硫酸如何干燥

1. 请教化学高手：工业上如何制硫酸。（要结合高中教材）

一、接触法制硫酸的原理、过程及典型设备

1．三种原料：硫铁矿（FeS2）、空气、水。

利用接触法制硫酸一般可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等。其中用硫黄作原料成本低、对环境污染少。但我国硫黄资源较少，主要用黄铁矿（主要成分为FeS2）作生产硫酸的原料。

2．三步骤、三反应：

（1）4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2（高温）

（2）2SO2+O2≈2SO3（催化剂，加热），（3）SO3+H2O===H2SO4

3．三设备：（1）沸腾炉（2）接触室（3）合成塔

4．三原理：化学平衡原理、热交换原理、逆流原理。

（1）增大反应物浓度、增大反应物间接触面积，能提高反应速率并使化学平衡向正反应方向移动，以充分提高原料利用率。

（2）热交换原理：在接触室中生成的热量经过热交换器，传递给进入接触室的需要预热的混合气体，为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫的吸收创造了有利条件。

（3）逆流原理：液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应。

接触法制硫酸的原理、过程及典型设备

三原料三阶段三反应（均放热）三设备三净化

黄铁矿或S造气4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2（高温）或S+O2=SO2沸腾炉除尘

空气接触氧化2SO2+O2≈2SO3（催化剂）接触室（含热交换器）洗涤

98.3%浓硫酸三氧化硫吸收SO3+H2O===H2SO4吸收塔干燥

接触法制硫酸示意图：

2. 硫酸工业生产流程

硫酸最重要的工业制法是接触法。
接触法主要的原料为燃硫或硫化铁尔来的二氧化硫，及空气中的氧，使二氧化硫氧化而为三氧化硫，吸收于水中，即可得任何浓度的硫酸。惟此氧化，须有某种接触剂存在时始有作用；最常用者为铂及钒之氧化物。二氧化硫自燃硫而得者可直接使其氧化，若自燃硫化铁的燃烧，而得者须先降冷，洗之以酸或由滤过法或由沉淀法使之清洁；灰尘，硫蒸汽，砷，磷及其它物质存于气流中者，必须除去免其害及接触剂，为不纯物质对于氧化矾危害较铂轻。
（4）接触法制硫酸的反应原理：燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫。使二氧化硫在适当的温度后催化剂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。二氧化硫跟氧气在催化剂的表面上接生产过程：以硫铁矿为原料时步骤如下
（a）二氧化硫的制取和净化：硫铁 矿粉碎成细小矿粒在沸腾炉充分燃烧4FeS2+11O2 ===== 2Fe2O3+8SO2 从沸腾炉里出来的气体叫炉气，其中含二氧化硫、氧气、氮气、水以及一些杂质，如砷、硒等化合物矿尘等，杂质和矿尘都会使催化剂作用减弱或失去作用。这种现象叫催化剂幅。水蒸气对设备和生产也有不良影响。为此在进行氧化反应前，炉气必须通过除尘洗涤（除去硒、砷等化合物）干燥等净化设备应除去有害杂质，净化后的混合气体主要含二氧化硫，氧气和氮气。
（b）二氧化硫氧化成三氧化硫，二层催化剂中装有一个热交换器，用来把硫酸的工业制法
（c）三氧化硫的吸收和硫酸的生成：为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾，工业上是用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫，在吸收塔里一氧化硫从塔下部通入98.3%的硫酸从塔顶喷下，成品硫酸从塔底放出98.3%的硫酸。吸收三氧化硫后浓度增大，然后把它用水稀释成稀硫酸，配制成各浓度的硫酸。
（d）尾气中的二氧化硫回收：从吸收塔上部导出的没有起反应的氧气和少量二氧化硫以及不起反应的氮气等气体工业上称尾气，用尾气中含少量二氧化硫放空气中会造成大气污染，尾气中二氧化硫回收常采用氨吸收法
SO2+2NH3+H2O =====（NH4）2SO3
（NH4）2SO3+SO2+H2O ===== 2NH4HSO3 当吸收液中亚硫酸氢铵达一定浓度后再跟93%的硫酸反应放出二氧化硫气体。放出的二氧化硫可用于制液体二氧化硫，硫酸铵可制成肥料。
盐酸的工业制法之一
工业上制取盐酸时，首先在反应器中将氢气点燃，然后通入氯气进行反应，制得氯化氢气体。氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染。在生产上，往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应。
盐酸的工业制法之二
盐酸是氯比氢的水溶液。在制革、印染、食品、医药、化工、冶金等工业部门大量使用盐酸。工业上生产盐酸的主要方法是使氯气跟氢气直接化合，然后用水吸收生成的氯化氢气体。氯化氢是在合成塔里合成的。
近年来，工业上还发展了由生产含氯有机物的副产品氯化氢制盐酸。例如，氯气跟乙烯反应，生成二氯乙烷(C2H4Cl2)。它再经过反应生成氯乙烯，后者是制聚氯乙烯的原料。
C2H4Cl2=C2H3Cl（氯乙烯）+HCl
氯化氢是制氯乙烯的副产品。参考资料： http://www.jshlzx.net/klh/2/2008/text/zk08_157.htm

3. 工业如何制硫酸

一、接触法制硫酸的原理、过程及典型设备 1．三种原料：硫铁矿（FeS2）、空气、水。利用接触法制硫酸一般可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等。其中用硫黄作原料成本低、对环境污染少。但我国硫黄资源较少，主要用黄铁矿（主要成分为FeS2）作生产硫酸的原料。 2．三步骤、三反应：（1） 4FeS2 +11O2=== 2Fe2O3+8SO2（高温）（2）2 SO2+ O2 ≈ 2 SO3 （催化剂，加热），（3） SO3 + H2O === H2SO4 3．三设备：（1）沸腾炉（2）接触室（3）合成塔 4．三原理：化学平衡原理、热交换原理、逆流原理。（1）增大反应物浓度、增大反应物间接触面积，能提高反应速率并使化学平衡向正反应方向移动，以充分提高原料利用率。（2）热交换原理：在接触室中生成的热量经过热交换器，传递给进入接触室的需要预热的混合气体，为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫的吸收创造了有利条件。（3）逆流原理：液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应。接触法制硫酸的原理、过程及典型设备三原料 三阶段 三反应（均放热） 三设备 三净化黄铁矿或S 造气 4FeS2+11O2=== 2Fe2O3+8SO2（高温）或S+O2=SO2 沸腾炉 除尘空气 接触氧化 2 SO2 + O2 ≈ 2 SO3 （催化剂） 接触室（含热交换器） 洗涤 98.3%浓硫酸 三氧化硫吸收 SO3+ H2O === H2SO4 吸收塔 干燥接触法制硫酸示意图：

4. 硫酸的工业制法是什么

硫酸的工业制法

方法一：

1、制取二氧化硫（沸腾炉）

燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫S+O2=点燃=SO2

4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3

2、接触氧化为三氧化硫（接触室）

2SO2+O2=五氧化二钒催化并加热=2SO3（可逆反应）

3、用98.3%硫酸吸收

SO3+H2SO4=H2S2O7（焦硫酸）

4、加水

H2S2O7+H2O=2H2SO4

5、提纯

可将工业浓硫酸进行蒸馏，便可得到浓度95%－98%的商品硫酸。

二水法磷酸反应后，利用磷石膏，工业循环利用，使用二水法制硫酸。

方法二：

1、制取二氧化硫（沸腾炉）

燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫S+O2=点燃=SO2

4FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3

2、将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。

工业硫酸是一种油状的液体，一般看起来是无色透明状的，硫酸的密度比水的密度大，溶于水是放出大量的热；有强烈的腐蚀性和脱水性。

分子式：H2SO4

相对分子质量：98.08（按1985年国际原子量）

硫酸主要用途

1、利用其酸性，可制磷肥、氮肥；可除锈；可制实用价值较大的硫酸盐。

2、利用浓硫酸的吸水性，在实验室常用浓硫酸作吸水剂和干燥剂。浓硫酸能干燥中性气体和酸性气体，如：H2、O2、N2、CO2、SO2、Cl2、HCl等，但不能干燥碱性气体（NH3）和常温下具有还原性（H2S、HBr、HI）的气体。

3、利用浓硫酸的脱水性，浓硫酸常用作精炼石油的脱水剂、有机反应的脱水剂等。

4、利用浓硫酸的高沸点难挥发性，常用于制取各种挥发性酸。

实验室还常用浓盐酸跟浓硫酸混合来快速简易制取HCl气体。因为浓硫酸具有吸水性，能吸收浓盐酸中的水，且能放出大量的热，加速HCl的挥发并能干燥HCl气体。

以上内容参考：网络-硫酸工业

5. 硫酸工业的工业制法

方法一：

生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。

1、制取二氧化硫（沸腾炉）

燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫S+O₂=点燃=SO₂

4FeS₂+11O₂=高温=8SO₂+2Fe₂O₃

2、接触氧化为三氧化硫（接触室）

2SO₂+O₂=五氧化二钒催化并加热=2SO₃（可逆反应）

3、用98.3%硫酸吸收

SO₃+H₂SO₄=H₂S₂O₇（焦硫酸）

4、加水

H₂S₂O₇+H₂O=2H₂SO₄

5、提纯

可将工业浓硫酸进行蒸馏，便可得到浓度95%－98%的商品硫酸。

二水法磷酸反应后，利用磷石膏，工业循环利用，使用二水法制硫酸。

方法二：

1、制取二氧化硫（沸腾炉）

燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫S+O₂=点燃=SO₂

4FeS₂+11O₂=高温=8SO₂+2Fe₂O₃

2、将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。

3、亚硫酸氧化得硫酸。

(5)工业制硫酸如何干燥扩展阅读：

硫酸的用途

一般化工用途

硫酸最广泛的用途是制造磷酸，而磷酸则用于制造含磷肥料。93%硫酸被用于制造硫酸钙，氟化氢以及磷酸。氟化氢最终会以氢氟酸的形态隔走。

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

硫酸另一个用途用于造纸。硫酸会用于产生硫酸铝，硫酸铝在木浆纤维上与少量肥皂物发生反应，形成含铝羧酸盐用以使纤维物凝固，形成较坚硬的表面。

硫酸铝的产生：

Al₂O₃+ 3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+ 3H₂O

硫酸亦可制造用于隔走废水中的有害物质的氢氧化铝。氢氧化铝在污水处理厂里是一个非常重要的化学物质。还有，硫酸也是很多染料制造中必要的化学物。

工业清洁品

硫酸也是很多用以清洁氧化物、锈迹等的清洁品中的成分。已用的硫酸会被回收再用，方法是将酸与多种有机物燃烧，释出二氧化硫及三氧化硫，这些原材料可以用来生产新的硫酸。

催化剂

硫酸是多种化学反应的催化剂。例如，它催化尼龙的制造过程；另外，多个汽油提炼过程也需要硫酸的催化进行。

电解质

酸性通渠水含有高浓度的硫酸。图中显示数滴酸性通渠水使pH试纸迅速变红并将其蚀穿，显示了其强酸性及脱水性。

硫酸是汽车铅酸蓄电池中的电解质。有关的化学方程式为：

阳极：

Pb+SO₄2-⇌PbSO₄+ 2 e-

阴极：

PbO₂+ 4 H++SO₄2-+ ₂ e-⇌PbSO₄+ 2 H₂O

总方程：

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，可以除去头发、油污等淤塞物。基于安全理由，在使用时宜小心并带上手套。另外，由于硫酸会与水发生高放热反应，在使用前宜尽量保持渠道干爽，并慢慢倒入有关疏通剂。

6. 工业如何制硫酸

第一步：矿石氧化反应场所：沸腾炉反应方程式：4FeS2+11O2=高温=2FeO3+8SO2 第二步：气体氧化反应场所：接触室反应方程式：2SO2+O2=催化剂加热=2SO3 第三步：吸收液体反应场所：吸收塔放映方程式：H2O+SO3==H2SO4【实际用98%的浓硫酸吸收】

主要方程式:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2=2SO3

SO3+H2O=H2SO4

7. 硫酸如何用化学方法干燥

浓盐酸的浓度是36%,不可能除掉水分的；硫酸可以用无水硫酸钠干燥,用一个像漏斗的装置,把无水硫酸钠放在漏斗中间,两头固定,再硫酸从上面流下去,这样可以吸水,不过要注意安全,我没试过.

8. 求工业制硫酸详解

一、煅烧：将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧，以得到二氧化硫气体。（国内以黄铁矿为主）
二、催化氧化：将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键，其反应为：2SO2+O2→2SO3
这个反应在室温和没有催化剂存在时，实际上不能进行。根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同，制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾（助催剂）的五氧化二钒V2O5作催化剂，将二氧化硫转化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作递氧剂，把二氧化硫氧化成三氧化硫：
SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO
根据所采用设备的不同，硝化法又分为铅室法和塔式法，现在铅室法已被淘汰；塔式法生产的硫酸浓度只有76％；而接触法可以生产浓度98％以上的硫酸；采用最多。
接触法生产工艺：接触法的基本原理是应用固体催化剂，以空气中的氧直接氧化二氧化硫。其生产过程通常分为二氧化硫的制备、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收三部分。
二氧化硫的制备和净化：
以硫铁矿等其他原料制成的原料气，含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质，需经过净化，使原料气质量符合转化的要求。为此，经回收余热的原料气，先通过干式净化设备（旋风除尘器、静电除尘器）除去绝大部分矿尘，然后再由湿法净化系统进行净化。
经过净化的原料气，被水蒸气所饱和，通过喷淋93％硫酸的填料干燥塔，将其中水分含量降至0.1g/m3以下。
二氧化硫的转化：二氧化硫于转化器中，在钒催化剂存在下进行催化氧化：
SO2+（1/2）O2 SO3 ΔH=-99.0kJ
钒催化剂是典型的液相负载型催化剂，它以五氧化二钒为主要活性组分，碱金属氧化物为助催化剂，硅藻土为催化剂载体，有时还加入某些金属或非金属氧化物，以满足强度和活性的特殊需要。通常制成直径4～6mm、长5～15mm柱状颗粒。近年来，丹麦、美国和中国相继开发了球状、环状催化剂，以降低催化床阻力，减少能耗。
钒催化剂须在某一温度以上才能有效地发挥催化作用，此温度称为起燃温度，通常略高于400℃。近年来，研制成功的低温活性型钒催化剂，其起燃温度降低到370℃左右，因而提高了二氧化硫转化率。转化器进口的原料气温度保持在钒催化剂的起燃温度之上，通常为410～440℃。
由于原料气经过湿法净化系统后降温至40℃左右，所以必须通过换热器，以转化反应后的热气体间接加热至反应所需温度，再进入转化器。二氧化硫经氧化反应放出的热量，使催化剂层温度升高，二氧化硫平衡转化率随之降低，如温度超过650℃，将使催化剂损坏。为此，将转化器分成3～5层，层间进行间接或直接冷却，使每一催化剂层保持适宜反应温度，以同时获得较高的转化率和较快的反应速度。
现代硫酸生产用的两次转化工艺，是使经过两层或三层催化剂的气体，先进入中间吸收塔，吸收掉生成的三氧化硫，余气再次加热后，通过后面的催化剂层，进行第二次转化，然后进入最终吸收塔再次吸收。由于中间吸收移除了反应生成物，提高了第二次转化的转化率，故其总转化率可达99.5％以上，部分老厂仍采用传统的一次转化工艺，即气体一次通过全部催化剂层，其总转化率最高仅为98％左右。
三、吸收：三氧化硫的吸收：转化工序生成的三氧化硫经冷却后在填料吸收塔中被吸收。吸收反应虽然是三氧化硫与水的结合，即：SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-132.5kJ
但不能用水进行吸收，否则将形成大量酸雾。工业上采用98.3％硫酸作吸收剂，因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低，故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸浓度因吸收三氧化硫而升高，须向98.3％硫酸吸收塔循环槽中加水并在干燥塔与吸收塔间相互串酸，以保持各塔酸浓度恒定。成品酸由各塔循环系统引出。
吸收塔和干燥塔顶设有金属丝网除沫器或玻璃纤维除雾器，以除去气流中夹带的硫酸雾沫，保护设备，防止环境污染。两次转化工艺的最终吸收塔出口尾气中的二氧化硫浓度小于500×10-6，尾气可直接排入大气；而一次转化工艺的吸收塔尾气中的二氧化硫浓度高达2000×10-6～3000×10-6，故须设置尾气处理工序，以使排气符合环境保护法规。氨水吸收法是应用最广的尾气处理方法。

9. 工业制硫酸时，沸腾炉产生的气体要经过怎样的具体处理

工业制硫酸时，沸腾炉产生的气体要先净化、干燥然后才能通入接触室。
因为接触室是SO2的催化氧化，里面有催化剂，而沸腾炉直接过来的气体中含有杂质，会使催化剂失活中毒，起不到催化作用，所以必须先净化、干燥