Question

以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產硫酸的流程可簡示如下：

請回答下列問題：
(1)在爐氣制造中，生成SO₂的化學方程式為_________________________________________；
(2)爐氣精制的作用是將含SO₂的爐氣________、________及干燥，如果爐氣不經過精制，對SO₂催化氧化的影響是___________________________________________；
(3)精制爐氣(含SO₂體積分數為7%、O₂為11%、N₂為82%)中SO₂平衡轉化率與溫度及壓強關系如下圖所示。在實際生產中，SO₂催化氧化反應的條件選擇常壓、450 ℃左右(對應圖中A點)，而沒有選擇SO₂轉化率更高的B或C點對應的反應條件，其原因分別是____________、____________；

(4)在SO₂催化氧化設備中設置熱交換器的目的是________、________，從而充分利用能源。

Answer 1

(1)4FeS₂＋11 O₂2Fe₂O₃＋8SO₂
(2)除塵　洗滌　使催化劑中毒
(3)見解析
(4)能量循環利用　提高SO₂轉化率

(1)4FeS₂＋11O₂2Fe₂O₃＋8SO₂
(2)SO₂氣體中含有礦塵、水汽等，會對催化劑的活性和設備產生不良影響，所以進入接觸室之前，需對氣體進行除塵、洗滌及干燥。
(3)由題圖可知，在450 ℃、0.1 MPa時，轉化率已達95%以上，采用更高的壓強，對設備要求更高，轉化率影響較小；在0.1 MPa，溫度較低時，反應速率較慢、效率低。
(4)將反應產物的熱量及時交換給SO₂和O₂，使平衡2SO₂＋O₂??2SO₃向右移動，提高SO₂的轉化率，使能量循環利用節約能源。