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

Question

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

Answer 1

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
下面是解释!化学专业的我刚刚看懂,你看看吧
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,不仅阻碍了SO3的吸收而且造成SO3的大量损耗.
当用浓度高于98.3％（质量分数）的硫酸作吸收剂时,虽然液面上水汽极少,但SO3的分压较大（即平衡分压P*较大）降低了吸收推动力△P=P-P*,使吸收速率和吸收效率都降低,造成SO3的损失和对环境的污染.
从以上分析可以看出,为了避免在吸收过程中生成酸雾,又力求使SO3吸收完全,应当选用液面上水蒸气分压和SO3分压之和最小的吸收剂来吸收SO3.实验证明在任何温度下,浓度为98.3％的硫酸正好满足水蒸气分压和SO3分压之和最小这样的要求,是理想的SO3吸收剂.因此用98.3％的硫酸吸收SO3,只要炉气是干燥的,且操作条件良好,几乎不会产生酸雾,吸收率可达99.9％以上.