工业上常利用克劳斯法处理含H2S的废气并获得一种硫单质,工艺流程如图所示:

(1)反应炉中部分H2S发生的反应为2H2S+3O2 高温 2SO2+3H2O,剩余的H2S在催化转化器中发生的反应为4H2S+2SO2 高温 3X+4H2O,X是一种气体,化学式为 S2S2。
(2)为提高H2S转化为硫的比例,理论上应控制反应炉和催化转化器中参加反应的H2S的分子个数比为1:21:2(填最小整数比)。

(3)某温度下,以不同的浓度比c(H2S):c(O2)(浓度比相当于分子个数比)对H2S的转化率的影响如图1所示。按浓度比c(H2S):c(O2)=2:1的混合气通入,可保持H2S较高的转化率。若浓度比c(H2S):c(O2)过低或过高,均会产生不利的影响。
①若浓度比c(H2S):c(O2)过低,在较高温度下可能会生成 SO2SO2(填化学式),降低硫的产率;
②若浓度比c(H2S):c(O2)过高,H2S的转化率会 降低降低(填“升高”或“降低”)。
(4)一定温度下,按浓度比c(H2S):c(O2)=2:1的混合气,以不同流速通入活性Al2O3催化反应器中反应,测得H2S的转化率随混合气流速的变化曲线如图2所示。
结合实际工业生产效益(时间成本、效率成本)分析,混合气流速适宜范围是 BB(填字母)。
A.2×100m3/h~4×100m3/h
B.8×100m3/h~10×100m3/h
C.14×100m3/h~16×100m3/h
(5)活性Al2O3可作为克劳斯法脱硫反应的催化剂。
其它条件相同下,按浓度比c(H2S):c(O2)=2:1的混合气,匀速通入活性Al2O3催化反应器中反应,测得反应相同时间内H2S的转化率随温度的变化曲线如图3所示。
【已知】催化剂在使用过程中温度会影响活性,从而改变催化效果。温度在0~T1℃范围内,H2S的转化率迅速上升的原因是:
①相同条件下,温度升高,催化剂活性增大,催化效果更好;
②温度升高,反应速率加快温度升高,反应速率加快;
当温度高于T2℃时,H2S的转化率迅速下降的原因可能是 催化剂在温度高于T2℃时,催化剂失去活性,失去催化作用催化剂在温度高于T2℃时,催化剂失去活性,失去催化作用。
高温
高温
【考点】物质的相互转化和制备;质量守恒定律及其应用.
【答案】S2;1:2;SO2;降低;B;温度升高,反应速率加快;催化剂在温度高于T2℃时,催化剂失去活性,失去催化作用
【解答】
【点评】
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