Question

图1-1是现今常规的生产发烟硫酸和硫酸的流程简图。试回答：

图1-1

（1）在①处投入的液态原料是什么？_______________________

（2）在②处发生1 500 ℃的不完全燃烧，即先混入少量的干燥空气，然后再在③处于700 ℃下再发生继续燃烧。为何这种燃烧方式对环境保护是有利的？_______________________

（3）在④处SO₂被催化氧化成SO₃，为使SO₃的产率高，该处应取等温过程还是绝热过程为宜？_____________________________________________________________________

（4）为何二次催化炉⑦是必需的？_______________________

（5）⑤处的气体混合物主要是N₂和SO₃，为什么气体混合物通过吸收塔⑥后不立即通入二次催化炉？

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Answer 1

思路解析：先思考一下，在①处投入原料是什么？由于它是一种液态的原料，不可能是硫铁矿，生产硫酸还可以以硫为原料，硫的熔点不是很高，可在加热时形成液体。液态硫的温度较高，与空气混合后反应生成SO₂，如在靠近进口处有大量的空气，会产生大量的SO₂，逸散到空气中，对空气造成污染。SO₂的催化氧化过程是一个气体体积减小、放热的可逆反应，升温不利于提高SO₃的产率，因此在④处可采用等温过程。可逆反应的特点是转化率不可能达到100%，二次催化炉⑦是必需的，可将未反应的SO₂继续反应氧化，使原料的利用率提高。在吸收塔⑥处中SO₃被浓硫酸吸收，由于SO₃的浓度大，主要得到120%—130%发烟硫酸。一部分未被吸收的SO₃进入下一个吸收塔，得到99%的硫酸。通过两次吸收后，SO₃几乎被完全吸收。

答案：（1）硫磺。

（2）如在靠近进口处有大量的空气，会产生大量的SO₂，逸散到空气中，对空气造成污染。

（3）采用等温过程。

（4）可使原料的利用率提高。

（5）通过两次吸收后，SO₃几乎被完全吸收。