二氧化硫是如何生成的？

大氣中二氧化硫的主要來源是含硫燃料的燃燒。煤、石油及其他礦物中含有的硫元素，在燃燒氧化之后會產生二氧化硫，如果未經處理直接排放，就會進入大氣。二氧化硫是最常見、最簡單、有刺激性的硫氧化物，是大氣主要污染物之一。火山爆發時會噴出該氣體，在許多工業過程中也會產生二氧化硫。

化學性質

在常溫下，潮濕的二氧化硫與硫化氫反應析出硫。在高溫及催化劑存在的條件下，可被氫還原成為硫化氫，被一氧化碳還原成硫。強氧化劑可將二氧化硫氧化成三氧化硫，僅在催化劑存在時，氧氣才能使二氧化硫氧化為三氧化硫。具有自燃性，無助燃性。液態二氧化硫能溶解如胺、醚、醇、苯酚、有機酸、芳香烴等有機化合物，多數飽和烴不能溶解。有一定的水溶性，與水及水蒸氣作用生成有毒及腐蝕性蒸氣。

二氧化硫化學性質極其復雜，不同的溫度可作為非質子溶劑、路易氏酸、還原劑、氧化劑、氧化還原試劑等各種作用。液態二氧化硫還可作自由基接受體。如在偶氮二異丁腈自由基引發劑存在下與乙烯化合物反應得到聚砜。液態二氧化硫在光照下，可與氯和烷烴進行氯磺化反應，在氧存在下生成磺酸。液態二氧化硫在低溫表現出還原作用，但在300℃以上表現出氧化作用。

二氧化硫可以使品紅溶液褪色，加熱后顏色還原，因為二氧化硫的漂白原理是二氧化硫與被漂白物反應生成無色的不穩定的化合物，破壞了起到品紅中起發色作用的對醌式，加熱時，該化合物分解，恢復原來顏色，所以二氧化硫的漂白又叫暫時性漂白。

硫酸工業生產流程

工業生產硫酸一般根據原料的不同，硫酸的生產工藝流程不同，設備也不同，原料一般有硫鐵礦、硫黃、有色金屬冶煉氣，石膏等，一黃鐵礦為例，生產硫酸的工藝流程一般分為三個階段

第1階段：

二氧化硫爐氣的制造

焙燒硫鐵礦，其中二硫化鐵（FeS2）與空氣中的氧氣反應產生二氧化硫氣體。

這個過程在沸騰爐內進行，從沸騰爐出來的氣叫爐氣，其中含有二氧化硫、氧氣、氮氣、水蒸氣以及其他雜質。水蒸氣和雜質對設備和下一步進行氧化反應都有危害，因此必須對爐氣進行凈化干燥處理。

第2階段：

二氧化硫的催化氧化

經過凈化和干燥的爐氣（主要成分是二氧化硫、氧氣、氮氣等）進入裝有催化劑的轉化器，二氧化硫和氧氣在催化劑（五氧化二釩）的表面上發生氧化還原反應生成三氧化硫氣體。

這個過程從速率和轉化率兩個方面考慮，反應在常壓、溫度控制在400℃―500℃的條件下進行。

第3階段：

三氧化硫的吸收

（3）從轉化器出來的三氧化硫進入吸收塔，與水反應生成硫酸。

這個過程為了防止形成酸霧，不能直接用水吸收，而是在吸收塔內用濃硫酸吸收。

工業硫酸是一種油狀的液體，一般看起來是無色透明狀的，硫酸的密度比水的密度大，溶于水是放出大量的熱；有強烈的腐蝕性和脫水性。主要分為濃硫酸 、稀硫酸、發煙硫酸、液體三氧化硫、蓄電池硫酸等，也生產高濃度發煙硫酸、液體二氧化硫、亞硫酸銨等產品。工業硫酸分為濃硫酸和發煙硫酸。

硫酸最重要的工業制法是接觸法。

接觸法主要的原料為燃硫或硫化鐵爾來的二氧化硫，及空氣中的氧，使二氧化硫氧化而為三氧化硫，吸收于水中，即可得任何濃度的硫酸。惟此氧化，須有某種接觸劑存在時始有作用；最常用者為鉑及釩之氧化物。二氧化硫自燃硫而得者可直接使其氧化，若自燃硫化鐵的燃燒，而得者須先降冷，洗之以酸或由濾過法或由沉淀法使之清潔；灰塵，硫蒸汽，砷，磷及其它物質存于氣流中者，必須除去免其害及接觸劑，為不純物質對于氧化礬危害較鉑輕。

（4）接觸法制硫酸的反應原理：燃燒硫或金屬硫化物等原料來制取二氧化硫。使二氧化硫在適當的溫度后催化劑的作用下氧化成三氧化硫，在使三氧化硫跟水化合生成硫酸。二氧化硫跟氧氣在催化劑的表面上接生產過程：以硫鐵礦為原料時步驟如下

（a）二氧化硫的制取和凈化：硫鐵 礦粉碎成細小礦粒在沸騰爐充分燃燒4FeS2+11O2 ===== 2Fe2O3+8SO2 從沸騰爐里出來的氣體叫爐氣，其中含二氧化硫、氧氣、氮氣、水以及一些雜質，如砷、硒等化合物礦塵等，雜質和礦塵都會使催化劑作用減弱或失去作用。這種現象叫催化劑幅。水蒸氣對設備和生產也有不良影響。為此在進行氧化反應前，爐氣必須通過除塵洗滌（除去硒、砷等化合物）干燥等凈化設備應除去有害雜質，凈化后的混合氣體主要含二氧化硫，氧氣和氮氣。

（b）二氧化硫氧化成三氧化硫，二層催化劑中裝有一個熱交換器，用來把硫酸的工業制法

（c）三氧化硫的吸收和硫酸的生成：為了更可能把三氧化硫吸收干凈并在吸收過程中不形成酸霧，工業上是用98.3%的硫酸來吸收三氧化硫，在吸收塔里一氧化硫從塔下部通入98.3%的硫酸從塔頂噴下，成品硫酸從塔底放出98.3%的硫酸。吸收三氧化硫后濃度增大，然后把它用水稀釋成稀硫酸，配制成各濃度的硫酸。

（d）尾氣中的二氧化硫回收：從吸收塔上部導出的沒有起反應的氧氣和少量二氧化硫以及不起反應的氮氣等氣體工業上稱尾氣，用尾氣中含少量二氧化硫放空氣中會造成大氣污染，尾氣中二氧化硫回收常采用氨吸收法

SO2+2NH3+H2O =====（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+SO2+H2O ===== 2NH4HSO3 當吸收液中亞硫酸氫銨達一定濃度后再跟93%的硫酸反應放出二氧化硫氣體。放出的二氧化硫可用于制液體二氧化硫，硫酸銨可制成肥料。

鹽酸的工業制法之一

工業上制取鹽酸時，首先在反應器中將氫氣點燃，然后通入氯氣進行反應，制得氣體。氣體冷卻后被水吸收成為鹽酸。在氯氣和氫氣的反應過程中，有毒的氯氣被過量的氫氣所包圍，使氯氣得到充分反應，防止了對空氣的污染。在生產上，往往采取使另一種原料過量的方法使有害的、價格較昂貴的原料充分反應。

鹽酸的工業制法之二

鹽酸是氯比氫的水溶液。在制革、印染、食品、醫藥、化工、冶金等工業部門大量使用鹽酸。工業上生產鹽酸的主要方法是使氯氣跟氫氣直接化合，然后用水吸收生成的氣體。是在合成塔里合成的。

近年來，工業上還發展了由生產含氯有機物的副產品制鹽酸。例如，氯氣跟乙烯反應，生成二氯乙烷(C2H4Cl2)。它再經過反應生成氯乙烯，后者是制聚氯乙烯的原料。

C2H4Cl2=C2H3Cl（氯乙烯）+HCl

是制氯乙烯的副產品。參考資料：

先將硫黃或黃鐵礦在空氣中燃燒或焙燒,以得到二氧化硫氣體.

將二氧化硫氧化為三氧化硫是生產硫酸的關鍵,其反應為：2SO2+O2→2SO3

這個反應在室溫和沒有催化劑存在時,實際上不能進行.

根據二氧化硫轉化成三氧化硫途徑的不同,制造硫酸的方法可分為接觸法和硝化法.

接觸法是用負載在硅藻土上的含氧化鉀或硫酸鉀（助催劑）的五氧化二釩V2O5作催化劑,將二氧化硫轉化成三氧化硫.

硝化法是用氮的氧化物作遞氧劑,把二氧化硫氧化成三氧化硫：SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO

根據所采用設備的不同,硝化法又分為鉛室法和塔式法,現在鉛室法已被淘汰；塔式法生產的硫酸濃度只有76％；而接觸法可以生產濃度98％以上的硫酸；采用最多.

主要方程式:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2=2SO3

SO3+H2O=H2SO4

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標簽：工業生產硫酸流程