Промышленное получение серной кислоты
Сырьё для серной кислоты: сера S, пирит FeS₂, сульфиды цветных металлов и H₂S. Производство идёт в три стадии. 1) Получение SO₂: обжиг пирита 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂; порошок пирита падает сверху в печь «кипящего слоя», а снизу вдувается воздух, поэтому он горит быстро и полностью. 2) Очистка SO₂: пыль удаляют в циклоне и электрофильтре, влагу — в сушильной башне с концентрированной H₂SO₄ — пыль и водяной пар отравляют катализатор. 3) В контактном аппарате SO₂ окисляется на катализаторе V₂O₅: 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ + Q. Реакция обратимая и экзотермическая, поэтому температуру поддерживают 400–450 °C: при более низкой температуре выход выше, но если она слишком низка, скорость падает. Выделяющееся тепло нагревает поступающий газ. Наконец, SO₃ поглощают не водой, а 98 %-ной H₂SO₄ (вода дала бы туман): H₂SO₄ + nSO₃ → олеум, который затем разбавляют. Процесс непрерывный; выбросы SO₂ нужно улавливать, чтобы они не отравляли окружающую среду.
«Схема завода»: на большом листе нарисуй блок-схему завода серной кислоты: сырьё → печь → очистка → сушка → контактный аппарат → поглотительная башня → склад. Под каждым блоком запиши уравнение или условие. Наблюдай во время экскурсии или по видео; никогда не заходи на завод самостоятельно.