化学自习室移动版

工业制取硫酸分为三个阶段：

第一阶段：含硫矿物燃烧产生SO₂

原料与设备：硫磺或黄铁矿(FeS₂)；沸腾炉

反应特点：设备提供高温条件引发反应，矿粉中的硫元素与空气中的氧气反应产生SO₂，由于该反应放热，反应一旦被引发，不需要再额外提供热量维持反应的进行；

将含硫矿物充分粉碎，预热后从上口投入沸腾炉，热空气以一定流速从设备底部通入，将矿粉吹起翻腾，使空气与矿粉充分接触，以提高反应速率以及原料转化率。

第二阶段：SO₂催化氧化产生SO₃

原料与设备：第一阶段产生的SO₂并投入催化剂V₂O₅；接触室

反应特点：该反应为可逆反应且正向放热，反应较慢且转化率低；

通过热交换将反应放出的热量带出，一方面降低温度使平衡正向移动提高原料的转化率，另一方面这部分热量对通入的原料气体进行预热提高反应速率，因此该设备也不需要额外提供热量

第三阶段：吸收SO₃生成硫酸

原料与设备：第二阶段产生的SO₃并投入浓硫酸；吸收塔

反应特点：非氧化还原反应，反应放热；

由于SO₃与水反应生成硫酸明显放热，若用水吸收会产生酸雾腐蚀设备，浓硫酸沸点高且难挥发，因此使用浓硫酸吸收SO₃生成发烟硫酸。SO₃气体从下口通入，浓硫酸从上口喷淋，通过对流使SO₃气体被充分吸收

该工业流程的思考

工业制硫酸的各阶段反应均为放热反应，反应一旦引发，反应放出的热量可以维持反应持续进行，减少了热量的消耗；

向设备中投入原料时气体从下口通入，另一原料从上口投入，通过对流使反应更快更充分；

生产过程中会产生酸性气体SO₂或SO₃，需要用碱液吸收尾气以免气体泄漏引起环境污染。