硫酸的工業(yè)制法
更新時(shí)間：2023/05/08
工業(yè)制取硫酸分為三個(gè)階段：
第一階段：含硫礦物燃燒產(chǎn)生SO2
原料與設(shè)備：硫磺或黃鐵礦（FeS2）；沸騰爐
反應(yīng)特點(diǎn)：設(shè)備提供高溫條件引發(fā)反應(yīng)，礦粉中的硫元素與空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生SO2，由于該反應(yīng)放熱，反應(yīng)一旦被引發(fā)，不需要再額外提供熱量維持反應(yīng)的進(jìn)行；
將含硫礦物充分粉碎，預(yù)熱后從上口投入沸騰爐，熱空氣以一定流速從設(shè)備底部通入，將礦粉吹起翻騰，使空氣與礦粉充分接觸，以提高反應(yīng)速率以及原料轉(zhuǎn)化率。
第二階段：SO2催化氧化產(chǎn)生SO3
原料與設(shè)備：第一階段產(chǎn)生的SO2并投入催化劑V2O5；接觸室
反應(yīng)特點(diǎn)：該反應(yīng)為可逆反應(yīng)且正向放熱，反應(yīng)較慢且轉(zhuǎn)化率低；
通過熱交換將反應(yīng)放出的熱量帶出，一方面降低溫度使平衡正向移動(dòng)提高原料的轉(zhuǎn)化率，另一方面這部分熱量對(duì)通入的原料氣體進(jìn)行預(yù)熱提高反應(yīng)速率，因此該設(shè)備也不需要額外提供熱量
第三階段：吸收SO3生成硫酸
原料與設(shè)備：第二階段產(chǎn)生的SO3并投入濃硫酸；吸收塔
反應(yīng)特點(diǎn)：非氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)放熱；
由于SO3與水反應(yīng)生成硫酸明顯放熱，若用水吸收會(huì)產(chǎn)生酸霧腐蝕設(shè)備，濃硫酸沸點(diǎn)高且難揮發(fā)，因此使用濃硫酸吸收SO3生成發(fā)煙硫酸。SO3氣體從下口通入，濃硫酸從上口噴淋，通過對(duì)流使SO3氣體被充分吸收
該工業(yè)流程的思考
工業(yè)制硫酸的各階段反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，反應(yīng)一旦引發(fā)，反應(yīng)放出的熱量可以維持反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，減少了熱量的消耗；
向設(shè)備中投入原料時(shí)氣體從下口通入，另一原料從上口投入，通過對(duì)流使反應(yīng)更快更充分；
生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生酸性氣體SO2或SO3，需要用堿液吸收尾氣以免氣體泄漏引起環(huán)境污染。
