发烟硫酸会挥发三氧化硫,为什么还说浓硫酸可完全吸收三氧化硫

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/05 01:39:16

因为用水或稀硫酸作吸收剂时容易形成酸雾,吸收速度慢.不利于吸收三氧化硫。为了尽可能把三氧化硫吸收干净,并在吸收过程中不形成酸雾,工业上是用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫的

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从吸收的原理来讲,气相或液相的吸收推动力越大,则吸收的速率越大,即在N=KG(P-P*)A或N=KL(G*-C)A中(式中N表示吸收速率,kmol/h,KG、KL分别表示气相和液相吸收总系数,A表示吸收面积)推动力P-P*或C*-C越大,吸收速率越大,其中P为吸收质SO3在气相主体的分压,P*为与液相浓度x成平衡的吸收质的气相分压。对于水或稀硫酸来说P*=0或P*值很小,所以△P=P-P*较大;C*为与气相分压P成平衡的液相浓度,单位为kmol/m3,C为液相主体中吸收质的浓度,显然对于水和稀硫酸来说C很小甚至为0,当然应有较大的△C=C*-C,这是问题之一。另外有的学生觉得应当是用水和稀硫酸吸收SO3比用浓硫酸(98.3%)吸收得干净,原因是浓硫酸已经吸收了很多SO3,本身已接近饱和状态,吸收SO3应当比水和稀硫酸差,这是问题之二,还有的学生提出既然浓硫酸吸收效果好,是否硫酸浓度越大越好呢?为什么偏要用98.3%的硫酸呢?

对以上问题,我们必须根据硫酸工业生产的实际情况,运用气液相平衡等知识全面考虑各种影响SO3吸收的因素来分析。

诚然SO3能极迅速地与水化合生成硫酸并放出热量,SO3+H2O=H2SO4,从化学反应式看,用水或浓度低于100%的硫酸吸收SO3都是可行的。但从工业生产的角度出发,对SO3吸收的要求是迅速、完全,以得到浓硫酸或发烟硫酸。

若用水或稀硫酸作吸收剂时,虽与之相平衡的气相中不含或仅含极少量的SO3,但水蒸气的平衡分压大大超过转化气(含有SO3的气体)中水蒸气的分压,当吸收剂与转化气接触时,吸收剂中的水分会迅速地由液相转移至气相,并与SO3化合成硫酸存在于气相中,使气相中硫酸蒸气的浓度很快超过平衡浓度,迅速生成大量酸雾。酸雾的小液滴比硫酸分子大得多,是悬浮在气相中的液体微粒,扩散速度很慢,很难被酸液吸收,绝大部分随尾气逸出,不但降低硫酸的利用率而且污染环境。即水和稀酸中的水蒸气平衡分压大,极易生成大量酸雾,