题目内容

2．从煤、石油、天然气的脱硫过程中产生的含H2S的酸性气体中回收硫，常用克劳斯法．一种改进的新工艺流程如下：

已知：2级还原反应器的目的是将过量的SO2及硫蒸气全部转化为H2S．
回答下列问题：
（1）在燃烧炉中将约1/3的H2S燃烧生成SO2的化学方程式为2H2S+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2SO2+2H2O．工艺中废热锅炉的主要作用是回收利用燃烧产生的部分热量．
（2）在Ⅰ级反应器中生成的SO2与剩余的H2S生成S的化学方程式为2H2S+SO2=3S↓+2H2O．燃烧炉中只燃烧掉1/3H2S的目的是减少H2的用量．
（3）一种冷却器结构如图，两种不同流体采用逆流原理，其优点是热交换效率高．
（4）选择性氧化反应器中通适量空气发生反应的化学方程式为2H2S+O2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2S↓+2H2O．
（5）硫黄罐的尾气经石灰乳处理后排放，石灰乳的作用是吸收极少量的H2S及SO2，防止污染大气．
（6）现有含H2S体积分数为80%的酸性气体22.4m3（标准状况），最终回收到的纯度为96%的单质硫25.0Kg，则硫的回收率为93.75%．

分析 （1）在燃烧炉中将约1/3的H2S燃烧生成SO2，反应物为硫化氢，产物为二氧化硫和水；设置废热锅炉产生蒸汽、供热或发电；
（2）硫化氢和二氧化硫反应生成硫和水，燃烧炉中只燃烧掉1/3H2S的目的是减少H2的用量；
（3）冷却器两种不同流体采用逆流原理，能提高热交换效率；
（4）选择性氧化反应器中通适量空气，硫化氢和氧气部分反应生成硫和水；
（5）石灰乳成分为氢氧化钙，能吸收二氧化硫、硫化氢，减少对空气的污染；
（6）根据硫原子守恒，计算出理论生成硫的质量，根据回收率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算．

解答 解：（1）硫化氢和氧气反应生成二氧化硫和水，反应方程式为：2H2S+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2SO2+2H2O，工艺中废热锅炉回收利用燃烧产生的部分热量，可充分利用反应放出的热能来降低生产成本，
故答案为：2H2S+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2SO2+2H2O；回收利用燃烧产生的部分热量；
（2）硫化氢和二氧化硫发生硫价态归中反应，H2S中S元素的化合价升高，被氧化，反应生成硫和水，反应的方程式为：2H2S+SO2=3S↓+2H2O，燃烧炉中只燃烧掉1/3H2S的目的是减少H2的用量，
故答案为：2H2S+SO2=3S↓+2H2O；减少H2的用量；
（3）在热交换中，冷的和热的两种不同流体，采用逆流的方法进行热量的交换，能使热量交换从分，能提高热交换效率，
故答案为：热交换效率高；
（4）硫化氢和不足量的氧气反应生成硫和水，反应方程式为：2H2S+O2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2S↓+2H2O，
故答案为：2H2S+O2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2S↓+2H2O；
（5）硫黄罐的尾气，含极少量的H2S及SO2，石灰乳成分为氢氧化钙，能吸收二氧化硫、硫化氢，经石灰乳处理后排放，吸收极少量的H2S及SO2，防止污染大气，
故答案为：吸收极少量的H2S及SO2，防止污染大气；
（6）含H2S体积分数为80%的酸性气体22.4m3（标准状况），硫理论产量为$\frac{22.4×1{0}^{3}L×80%}{22.4L/mol}×32g/mol$=25600g，最终回收到的纯度为96%的单质硫25.0Kg，回收率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{25600g}{25.0Kg×96%}$=93.75%，
故答案为：93.75%．

点评 本题考查含H2S的酸性气体中回收硫工艺，掌握硫及其化合物的性质是解答关键，（6）计算注意原子守恒的应用，题目难度中等．

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