3.以黃鐵礦為原料,采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如圖1:
請回答下列問題:
(1)在爐氣制造中,生成SO
2的化學(xué)方程式為4FeS
2+11O
2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe
2O
3+8SO
2;
(2)爐氣精制的作用是將含SO
2的爐氣除塵、水洗和干燥,如果爐氣不經(jīng)過精制,對SO
2催化氧化的影響是砷、硒等化合物會使催化劑中毒,水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響;
(3)精制爐氣(含SO
2體積分?jǐn)?shù)為7%、O
2為11%、N
2為82%)中SO
2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)關(guān)系如圖2所示.在實(shí)際生產(chǎn)中,SO
2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450℃左右(對應(yīng)圖中A點(diǎn)),而沒有選擇SO
2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)條件,其原因分別是不選擇B點(diǎn),因?yàn)閴簭?qiáng)越大對設(shè)備的投資大,消耗的動(dòng)能大,SO
2原料的轉(zhuǎn)化率已是97%左右,再提高壓強(qiáng),SO
2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小,所以采用1個(gè)大氣壓、不選擇C點(diǎn),因?yàn)闇囟仍降,SO
2轉(zhuǎn)化率雖然更高,但催化作用受影響,450℃時(shí),催化劑的催化效率最高,故不選C點(diǎn);
(4)在SO
2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣,上層反應(yīng)氣經(jīng)熱交換器溫度降到400~500℃進(jìn)入下層使反應(yīng)更加完全,從而充分利用能源.
(5)以黃鐵礦為原料,用接觸法制硫酸.黃抶礦煅燒時(shí)FeS
2的利用率為90%,SO
2的轉(zhuǎn)化率為95%,SO
2吸收為
H
2SO
4時(shí)的損耗率為2%.現(xiàn)有含70% FeS
2的黃鐵礦1t,可生產(chǎn)98%的硫酸多少0.978t.