Question

以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如下：

请回答下列问题：

(1)在炉气制造中，生成SO₂的化学方程式为_________________________________________；

(2)炉气精制的作用是将含SO₂的炉气________、________及干燥，如果炉气不经过精制，对SO₂催化氧化的影响是___________________________________________；

(3)精制炉气(含SO₂体积分数为7%、O₂为11%、N₂为82%)中SO₂平衡转化率与温度及压强关系如下图所示。在实际生产中，SO₂催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右(对应图中A点)，而没有选择SO₂转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是____________、____________；

(4)在SO₂催化氧化设备中设置热交换器的目的是________、________，从而充分利用能源。

Answer

(1)4FeS2＋11 O22Fe2O3＋8SO2

(2)除尘 洗涤 使催化剂中毒

(3)见解析

(4)能量循环利用 提高SO2转化率

【解析】(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2

(2)SO2气体中含有矿尘、水汽等，会对催化剂的活性和设备产生不良影响，所以进入接触室之前，需对气体进行除尘、洗涤及干燥。

(3)由题图可知，在450 ℃、0.1 MPa时，转化率已达95%以上，采用更高的压强，对设备要求更高，转化率影响较小；在0.1 MPa，温度较低时，反应速率较慢、效率低。

(4)将反应产物的热量及时交换给SO2和O2，使平衡2SO2＋O22SO3向右移动，提高SO2的转化率，使能量循环利用节约能源。