Question

某工廠處理二氧化硫廢氣時采用"將二氧化硫轉化為硫酸銨”的方法。該廠初步處理后的廢氣中氧氣的體積分數(shù)為10%,二氧化硫的體積分數(shù)為0.2%。 使該廢氣在400℃時以5m³/h的速率通過催化劑層與速率為20L/h的氨氣混合, 再噴水使之發(fā)生反應:2NH₃+H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄。將得到的溶液在結晶裝置中處理, 可得到硫酸銨晶體。將氣體都折合為標準狀況進行下面的計算。

    (1)該工廠為什么將廢氣以5m³/h的速率與20L/h的氨氣混合為最佳配比( 用計算說明)?

    (2)若該廠每天排放10000m³這種廢氣,按上述方法該廠每月(按30天計算)可得到硫酸銨多少t?消耗氨氣多少m³?

 

Answer 1

答案：
解析：

(1)每小時排出的廢氣中SO2的體積為5×1h×0.2％＝10×10－3 m即為 10L。 因為按題意,每小時送入氨的體積為20L,所以NH3與SO2 的體積比或物質的量比均為2∶1,恰與反應方程式中化學計量數(shù)之比一致。                 2SO2+O2===2SO3       2NH3+SO3+H2O===(NH4)2SO4 (2)每月排放的廢氣中SO2的體積為10000m3/天×30天×0.2％×103L/m3＝6×105 L 可制得 (NH4)2SO4的質量根據(jù)2NH3～SO2～ (NH4)2SO4計算:  (NH4)2SO4的質量為：6×105L÷22.4L · mol－1×132g · mol－1÷106g ＝3.5t； 消耗NH3的體積為：6×105×2÷103 L · mol－3＝1.2×103m3