无机物工艺教案-第二节硫铁矿制取二氧化硫炉气
典型化工工艺-硫酸工艺课件
4.以硫磺为原料 当原料为液态硫磺时，可直接用液硫泵将其输入焚
硫炉；若原料为固态硫磺，则需在熔硫槽中以蒸汽间 接加热熔融,滤除杂质后,用泵送入焚硫炉。
硫磺燃烧时的反应为： S + O2─→ SO2 + 297 kJ
典型化工工艺学
. 第一部分：合成氨工艺 . 第二部分：硫酸工艺 . 第三部分：纯碱与烧碱工艺
第二部分 硫酸工艺
• Chp1: 概述 • Chp2: 硫铁矿焙烧制二氧化硫炉气 • Chp3:炉气的净化与干燥 • Chp4:二氧化硫氧化制三氧化硫 • Chp5: 三氧化硫吸收 • Chp6: 三废治理与综合利用
硫酸工业“十二五”发展规划要点*
• 指导思想
“十二五”期间将进一步促进行业可持续健康发展,满 足国民经济对硫酸及相关硫产品需要;加快企业结构、原料 结构调整,努力转变产业增长方式;继续发展循环经济,对各 种硫资源进行综合与循环利用;坚持硫资源多样化供应,充 分利用国际国内两种资源;加快技术进步,促进节能减排;提 高硫酸生产中余热回收利用率,将硫酸生产企业变成副产或 回收能源的工厂。
1.3 硫酸生产方法
• 硫酸的工业生产主要有接触法和亚硝基法。 • 亚硝基法分为铅室法和塔式法。 • 接触法是目前硫酸生产主流生产工艺。基本原理
是在催化剂存在下，以空气中的氧氧化二氧化硫 变为三氧化硫，再与水结合得到硫酸。
• 生产过程主要分三部进行 • 1)从含硫原料制造二氧化硫气体； • 2)将二氧化硫氧化为三氧化硫； • 3)三氧化硫与水结合生产硫酸。
3. 以石膏(磷石膏)为原料
• 用油、煤或天然气作燃料，在回转窑中使石膏与焦 炭于约1400℃下进行还原热解产生氧化钙，继而再 与添加剂起矿化作用生成水泥熟料。同时窑内产生 的二氧化硫气体则送去制酸，其工艺流程同硫铁矿 制酸系统。
第二节 二氧化硫 教案
第二节二氧化硫教案主题：二氧化硫教学目标：1. 了解二氧化硫的性质和应用；2. 掌握二氧化硫的制备方法；3. 理解二氧化硫与水反应的化学方程式；4. 了解二氧化硫的环境和健康影响。
教学重点：1. 二氧化硫的制备方法；2. 二氧化硫与水反应的化学方程式。
教学难点：二氧化硫的环境和健康影响。
教学准备：1. 讲义和PPT；2. 实验室设备和试剂。
教学过程：1. 引入（5分钟）教师简单介绍二氧化硫的概念和性质，引发学生对该物质的兴趣，激发学生思考二氧化硫在生活中的应用和影响。
2. 讲解二氧化硫的制备方法（10分钟）教师介绍二氧化硫的常见制备方法，包括燃烧硫、二氧化硫矿石的加热分解等。
并通过示意图和示例，使学生对制备方法有清晰的理解。
3. 展示实验：二氧化硫与水的反应（15分钟）教师进行实验演示，将二氧化硫气体通入水中，观察并记录反应现象。
让学生通过实验观察，了解二氧化硫与水反应的化学方程式。
4. 讲解二氧化硫的环境和健康影响（10分钟）通过PPT展示，教师向学生介绍二氧化硫的环境和健康影响，包括空气污染、酸雨等。
引导学生思考如何减少二氧化硫的排放和应对相关问题。
5. 小结与检测（10分钟）教师对本节课所学内容进行小结，并进行简单的课堂检测，巩固学生的学习成果。
检测形式可以选择填空题、选择题或简答题等。
6. 课堂练习与反馈（10分钟）学生自主或小组合作完成一道与本节课内容相关的练习题，并进行答题和讨论，教师对答案进行解析和评价。
7. 课堂延伸（5分钟）教师引导学生进行课堂延伸，探讨二氧化硫的其他应用领域，并让学生自主或小组合作完成一道与延伸内容相关的问题。
8. 作业布置（5分钟）教师布置相关作业，要求学生扩展了解二氧化硫的其他方面知识，如二氧化硫的制备工艺、二氧化硫的氧化物等，并在下节课前完成。
教学反思：本节课通过实验演示和讲解的结合方式，让学生对二氧化硫的制备方法和与水的反应有深入的了解。
通过对环境和健康影响的介绍，引发学生的思考，激发学习兴趣。
第七章 硫酸
接触会发生剧烈反应，甚至引起燃烧。能与一
些活性金属粉末发生反应，放出氢气。遇水大
量放热，可发生沸溅。具有强腐蚀性。
应急处理处臵方法:
泄漏应急处理
疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，
建议应急处理人员戴好面罩，穿化学防护服。合理通风， 不要直接接触泄漏物，勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、 油等)接触，在确保安全情况下堵漏。喷水雾减慢挥发(或 扩散)，但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水。用沙土、干燥
●建国后我国的硫酸工业
1949年后，我国的硫酸工业发展较快。硫酸厂由建国前的几 家发展成数百家，硫酸产量也随之大幅度增长。
年
产量/ 万吨
1949 4.0
1952 19.0
1957 63.3
1966 225.0
1970 291.4
1975 484.7
1980 764.3
1987 983.0
2004 4000
灭火方法： 砂土，禁止用水。
三、硫酸的用途
基本化学工业中产量最大，用途最广泛的化工产品之 一。（曾被Байду номын сангаас为“工业之母”）
1、化肥工业中，占总用量的40~50%。用硫酸制取硫 酸铵和过磷酸钙。 2、作为化工原料使用。生产相关的酸、盐类物质应用于 各行各业。 3、作为试剂使用。 4、其它方面。制造炸药
SO3 (mol ) 80 / 80 0.9 1 H 2O(mol ) 20 /18
20%的发烟硫酸100㎏其各项组成： 总质量：100㎏ 分为其一： 游离的SO3质量：20㎏
其二： H2SO4的质量：80 ㎏ SO3的总质量=生成H2SO4的SO3质量 + 游离的SO3质量
3化工工艺学-第三章硫酸与硝酸.ppt
除去，需要采取增大雾滴直径的措施来保证除雾效果。雾滴
直径越大，表面效应越少，与平既降低温度又通过增湿来增大雾滴直径。
《化工工艺学》第3章 硫酸与硝酸
3.1.3.3 炉气的干燥
炉气经洗涤后被水 汽饱和。含有水的SO2湿 气，对设备和管道腐蚀 很强；而且后续工序也 要求转化气体干燥。
沸腾焙烧炉的特点有：生产强度大(25～30t/m3.d)、硫的 烧出率高、传热系数高、产生的炉气二氧化硫浓度高、适用 的原料范围广、结构简单、维修方便。
不足之处：炉尘量大，炉尘占总烧渣的60～70%。除尘 净化系统负荷大。需将硫铁矿粉碎至较小粒度，需高压鼓风 机，动力消耗大。
《化工工艺学》第3章 硫酸与硝酸
但硫酸浓度大于80%后，SO2的溶解度增大很快，气相中的SO3 也容易与水蒸气形成酸雾。两方面都使S的损失增多。所以也不宜 追求过高的硫酸浓度。通常以93~95%的浓硫酸为干燥剂。同时， 这种硫酸由于冰点低，还可避免冬季低温时硫酸的结晶现象。
《化工工艺学》第3章 硫酸与硝酸
几种焙烧方法——(4) 脱砷焙烧
脱砷焙烧主要用于含砷量大的硫铁矿，使As气化，并在 洗涤塔中除去。除了FeS2的反应外，还发生下列反应：
4 Fe A 4 Fs e S A S 4 (g )s 4 F e 4 F A 2 e 8 s F S S e A 4 S 4 S ( g )s A 4 s3 O 22 A 2 O 3 s (g )
性质
数据
密度(20℃)，g/cm3 (t℃)， g/cm3
1.8305
1 .85 1 .1 1 1 7 3 0 t 2 1 6 0 t2
熔点，℃
10.37±0.05
沸点，℃
275±5(有文献：270、 279.6)
化工工艺学3章
再经硫化除去铜和砷，最后再中和清液达标排放。
3.2 硝 酸 (Nitric acid)
3.2.1 概 述
纯硝酸（100％HNO3）为无色液体，可使动物窒 息,有刺激性气味，常温下能分解：
２HNO3＋NO = 3NO2＋H2O
(12)
当气体中NO的氧化度达到70％80％时，即可进行吸收制酸
操作。
3.2.2.3 氮氧化物气体的吸收
• SO2催化氧化成SO3后，送入吸收工序用发烟硫酸或浓硫酸吸收，吸 收过程可写为：
• nSO3(g) + H2O(l) = H2SO4(aq) + (n-1)SO3(aq) • n>1时生成发烟硫酸， n=1时生成无水硫酸, n<1时生成含水硫酸。
• 3.1.5.1 发烟硫酸吸收过程的原理和影响因素
• 吸收过程中，(NH4)2SO3浓度下降，吸收能力下降，因此要不断补充氨， 保持操作稳定。
•
NH3(g) + NH4HSO3 = (NH4)2SO3
• 为了保持亚硫酸铵和亚硫酸氢铵的比例稳定，要移出部分母液去分解。
3.1.6.3 污酸污水污液的处理
• 前面已谈到，生产过程中必定有废酸、废水和废液，并且其中可 能含有少量砷、硒、氟等。绝不能随便排放，必须处理达标后才 能排放。若污水量大，治理成本较高，所以目前都推广环保型两 转两吸工艺。
3.1.4 二氧化硫的催化氧化 Catalyze-oxidation of SO2
3.1.4.1 化学平衡和平衡转化率
化学反应： SO2(g) + 0.5O2(g) = SO3(g) 3.1.4.2 二氧化硫催化氧化动力学 催化剂 目前主要用钒催化剂作二氧化硫催化氧化反应的催 化剂。其主要成份为V2O5(6~12%) ,另外还有氧化 钾、氧化钠作助催化剂，以二氧化硅作载体。
第一篇硫酸第二章nmggydx
（2）炉气体积及所需空气量的计算
炉气体积和所需空气量，可根据炉气中SO2含量及硫铁矿释 出的硫量计算。 焙烧1t含硫干原料，可制得SO2浓度为C SO2的干炉气的体积 为（设不生成SO3）； 1000 C S（烧） 22.4 100 700C S（烧） （1-2-23） V
则在100kg硫铁矿中含FeS2量为 CS（矿）=120/64=1.875 CS（矿） % 在100kg烧渣中含FeS量为 CS（渣）=88/32=2.75 CS（渣） % 又设X为烧渣产率，则100kg硫铁矿所得的烧渣中含FeS为2.75 CS（渣）X（kg），相当于FeS2的量为 120/88*2.75 CS（渣）X=3.75 CS（渣）X（kg） 其余部分的FeS2为：1.875 CS（矿）-3.75 CS（渣）X（kg），该 FeS2部分以Fe2O3型式转入烧渣中，相当于Fe2O3的量为： （1.875 CS（矿）-3.75 CS（渣）X）*160/（2*120）=1.25 CS（矿）2.5 CS（渣）X（kg）
2.2.1 硫铁矿焙烧原理
反应热力学 主要反应：
2.2.1.1
硫铁矿焙烧的主反应式(1-2-6)和 式(1-2-7)均为强放热、体积减小 的不可逆反应。 提高反应温度及压力有利于反应 的进行和提高余热品位。
当较温度较高，空气过剩量小时，有部分Fe3O4(棕 黑色） 3FeS+5O2=Fe3O4+4SO2 △H298O=-1723.79kJ 总反应式为：4FeS2+11O2==8SO2+2Fe2O3 (1-2-6) 3FeS2+8O2==6SO2+Fe3O4 (1-2-7)
高三化学第二节二氧化硫等教案(精选3篇)
高三化学第二节二氧化硫等教案（精选3篇）教案一：二氧化硫的物理性质课时安排：1课时教学目标：1. 了解二氧化硫的物理性质；2. 掌握二氧化硫的实验室制法；3. 进一步理解化学方程式的含义和作用。
教学重点：1. 二氧化硫的物理性质；2. 实验室制法的原理和步骤。
教学难点：1. 运用化学方程式描述二氧化硫的实验室制法；2. 理解实验室制法的原理和步骤。
教学准备：1. 实验装置和试剂：反应瓶、三角瓶、水槽、干燥瓶、白磷、烧杯、氢氧化钠溶液、氢溴酸。
2. 实验底片和幻灯片。
教学过程：Step 1 引入新课（5分钟）教师通过展示一组实验底片，让学生猜测其中的实验物质是什么，并引出本节课的主题：“二氧化硫的物理性质”。
Step 2 实验演示（15分钟）教师向学生演示实验过程，展示二氧化硫的实验室制法。
具体步骤如下：1. 将适量的白磷放入干燥瓶中，加入少量水，并迅速盖好瓶口。
2. 在干燥瓶上方反应瓶内加入氢氧化钠溶液，并迅速用三角瓶浸入水槽中。
3. 打开干燥瓶的盖子，将瓶口放入三角瓶内，然后反复晃动干燥瓶，使干燥瓶内的气体逸出到三角瓶中。
4. 将三角瓶中的气体向水槽中排出，并盖好干燥瓶口。
5. 将气体的性质通过试纸和氢溴酸演示。
Step 3 理论课讲解（20分钟）教师讲解二氧化硫的物理性质，并通过化学方程式对实验过程进行解释和描述。
同时，讲解实验室制法的原理和步骤。
Step 4 知识点总结和拓展（10分钟）教师对本节课所学内容进行知识点总结，并提供一些拓展问题进行讨论。
拓展问题：1. 二氧化硫的分子式是什么？2. 二氧化硫与水反应会产生什么？3. 二氧化硫与氢氧化钠溶液反应会产生什么？教案二：二氧化硫的化学性质与应用课时安排：1课时教学目标：1. 掌握二氧化硫的化学性质；2. 了解二氧化硫的应用领域。
教学重点：1. 二氧化硫的化学性质；2. 二氧化硫的应用领域。
教学难点：1. 理解二氧化硫的化学性质对其应用领域的影响；2. 运用化学方程式描述二氧化硫的化学性质。
《无机物工艺》课程标准
《无机物工艺》课程标准（课程代码：100003，适用专业：化工工艺、石油炼制、有色冶炼等专业）一、课程性质与任务（一）课程性质《无机物工艺》是化学工程与工艺专业的专业课程，是为化学工艺，化学工程类专业及其他相近专业开设的一门专业方向必修课。
学生在学习无机化学、有机化学、物理化学、化工热力学化工原理等课程的基础上必修本课程。
（二）课程的任务本课程具有理论性和实践性较强的特点，课程内容丰富多彩，教学中要求以讲授为主，辅以演示、课后布置作业、辅导等多种形式的教学手段。
课程任务是：1、掌握合成氨、尿素、纯碱、烧碱等较常见的无机化工生产过程的工艺原理、操作条件（工艺参数）的制定。
2、了解主要设备结构。
3、熟悉有关工艺流程。
4、熟悉化工安全生产操作的程序和要求。
二、课程目标1、知识目标：⑴掌握三酸、两碱、无机盐（氮肥、磷肥、钾肥、复合肥及液体肥料）的生产方法和基本原理。
⑵理解各物质生产方法工艺条件的选择。
⑶了解主要设备构造及操作要点。
⑷了解开停车及不正常现场的分析与处理。
⑸掌握一定的工艺计算能力。
⑹能识别并绘制简单的工艺流体图、核心设备原理图。
⑺培养一定的安全意识。
⑻了解新工艺、新技术和新方法。
2、能力目标通过本课程的学习，使学生初步掌握无机化工专业实验和生产操作技能的基本技能。
培养学生学会观察、勤于思考的学习作风；培养学生严谨、细致的工作作风；培养学生理论联系实际，综合应用能力。
3、素质目标培养学生诚实守信、富有爱心的思想品质；实事求是、尊重科学的理念；吃苦耐劳、善于沟通，团结合作的职业素养；勤于思考、敢于创新的意识。
使学生具备良好的职业态度和职业道德，形成良好的职业行为，最终形成化工生产的职业综合能力。
三、课程结构八、课程内容1、硫酸掌握硫酸的生产原理、核心设备、主要流程、操作技能要点，以及之间的逻辑推理关系。
2、硝酸掌握硝酸的生产原理、核心设备、主要流程、操作技能要点，以及之间的逻辑推理关系。
3、尿素掌握尿素的生产原理、核心设备、主要流程、操作技能要点，以及之间的逻辑推理关系。
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空气加入量一定时，提高炉气中SO2的浓度，可降低SO3的浓度，SO3浓度的降低对净化工序的正常操作和提高设备能力是有利的.
炉气中SO2浓度一般控制在10%~14%为宜。控制空气过剩量可使炉气中SO2浓度保持在一定范围内。
3．炉底压力
炉底压力一般在8.8~11.8kPa（表压）。
三、沸腾焙烧工艺流程
四、沸腾焙烧炉
沸腾焙烧炉的炉体为钢壳，内衬面耐火砖。炉内空间分为空气室、沸腾层、上部燃烧空间三部分。
沸腾区耐火砖较厚。而上部耐火砖较薄，这是为了减小炉内与钢壁的温度差，减小二氧化硫在壁上凝结，从而减小腐蚀。沸腾焙烧的空气流速是重要因素。
【小结】
1．硫铁矿焙烧的基本原理。
2．沸腾焙烧的工艺条件。
2．硫酸生产原料有哪些？
教学内容、方法和过程
附记
【引课】
接触法主要步骤：
含硫原料原料气的制备含二氧化硫炉气
炉气净制净化炉气二氧化硫转化
含三氧化硫气体吸收成酸硫酸
【新课】
第二节硫铁矿制取二氧化硫炉气
一、硫铁矿焙烧的基本原理
1．焙烧反应
硫铁矿的焙烧主要是矿石中的FeS2与空气中的氧反应，生成SO2炉气，该反应通常需在600℃以上的温度进行。
2．硫铁矿焙烧的焙烧速度
硫铁矿焙烧是非均相反应，反应平衡常数很大，通常认为可进行到底。所以生产中关键是反应速度决定了生产能力。
在460~560℃范围为第一阶段，斜率大，活化能大。温度升高，反应速率增加很快。化学反应动力学控制。
提高焙烧速率的途径：
（1）提高操作温度。但不宜太高，温度太高会使炉内结疤，焙烧反而不能顺利进行。通常温度范围为950~850℃。
3．沸腾焙烧的工艺流程及焙烧炉。
【作业】P26 1-5
【教学反思】
通过此具体流程的讲解，使学生对硫酸的生产过程先有个整体的了解，为后面内容的学习打好基础
此部分的内容重点讲解，如何将工艺条件控制较适宜的范围
此流程较简单，学生阅读后，教师直接讲解
教案用纸
学科
无机物工艺
第一章硫酸
第二节硫铁矿制取二氧化硫炉气
审批签字授ຫໍສະໝຸດ 时数2授课方法讲授
教具
多媒体
授课时间
授课班级
教学目的
掌握沸腾焙烧的工艺条件及工艺流程，硫铁矿焙烧的基本原理及沸腾焙烧炉的结构。
教学重点
和难点
重点：沸腾焙烧的工艺条件及工艺流程。
难点：硫铁矿焙烧的基本原理。
复习提问
1．硫酸的生产方法有哪些？
教学内容、方法和过程
附记
以硫铁矿为原料水洗净化生产硫酸的原则流程，大致如下列框图所示。
焙烧反应是分两步进行的：
（1）FeS2受热分解为FeS和硫磺蒸气
2FeS2=2FeS+S2
该反应为吸热反应，温度越高，对硫铁矿的热分解越有利。随反应温度升高，其硫磺平衡蒸气压增大，说明高温对硫铁矿的热分解有利。
硫铁矿释放出硫磺后，开始形成多孔形的FeS。
（2）生成的FeS和单质硫与氧反应
S + O2→SO2↑
4FeS + 7O2→2Fe2O3+ 4SO2↑
3FeS + 5O2→Fe3O4+ 3SO2↑
其硫铁矿焙烧总反应式为：
4FeS2+ 11O2→2 Fe2O3+ 8SO2↑
3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2↑
此外，由于Fe2O3的催化作用，SO2可再氧化成SO3，高温下盐类分解成金属氧化物，同时再生成各种硫酸盐的副反应。焙烧阶段生成SO3是有害的，会给后续净化工序产生很多问题。
（5）适用的原料范围广。
（6）结构简单、维修方便。
沸腾焙烧炉的不足：
（1）炉尘量大，炉尘占总烧渣的60%~70%，除尘净化系统负荷大。
（2）需将硫铁矿粉碎至较小粒度，需高压鼓风机，动力消耗大。
二、沸腾焙烧的工艺条件
1．沸腾层温度
沸腾层温度一般控制在850~950℃。
影响温度的主要因素是投矿量、矿料的含硫量以及空气加入量。
（2）减小硫铁矿粒度。可以减小扩散阻力，增加接触面积，对第三阶段速度增加有利。
（3）增加空气与矿粒的相对运动。
（4）提高入炉空气氧含量。
3．沸腾焙烧
焙烧炉已由固定床型的块矿炉、机械炉发展成为流化床型的沸腾炉。
沸腾焙烧炉的优点：
（1）生产强度大。
（2）硫的烧出率高。
（3）传热系数高。
（4）产生的炉气二氧化硫浓度高。