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

(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

(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。