基本介紹
簡介,鉛室法原理,鉛室法生產流程,淘汰原因,改進方法,塔式法,接觸法,
簡介
硝化法制硫酸的一種方法，硫酸工業發展史上最古老的工業生產方法，因以鉛制的方形空室為主要設備而得名。鉛室法曾作為硫酸的唯一製造法盛行於世，歷時100多年。20世紀起,逐漸被塔式法和接觸法(見硫酸)取代。
鉛室法原理
鉛室法生成的一氧化氮又迅速氧化成高級氮氧化物： 2NO+O2—→2NO2
NO+NO2—→N2O3
因此，在理論上，氮氧化物僅起著傳遞氧的作用，本身並無消耗。
鉛室法生產流程
英國人J.·羅巴克於1746年創建了世界上第一個鉛室法製造硫酸的工廠。至19世紀50年代，鉛室法生產工藝才臻於完善。
典型的鉛室法的生產流程，是使300～500℃的含二氧化硫氣體（見硫酸原料氣）進入充有填料的脫硝塔，與淋灑的含硝硫酸逆流接觸。由於酸溫升高，含硝硫酸中的氮氧化物得以充分脫除。塔頂引出的含二氧化硫、氮氧化物、氧和水蒸氣的混合氣體，依次通過若干個鉛室。在鉛室中，二氧化硫充分氧化而成硫酸。最終通過兩座串聯的填料式吸硝塔，塔內淋灑經過冷卻的脫硝硫酸，以吸收氮氧化物，所得的含硝硫酸送往脫硝塔。
由於部分氮氧化物會隨廢氣和產品帶出，需不斷補充。早期是將硝石加入焚硫爐內使受熱分解，取得二氧化硫和氮氧化物的混合氣體。後來，都是將氨氧化成氮的氧化物，再將後者引入第一個鉛室，或將硝酸直接補加在含硝硫酸中，用以淋灑脫硝塔。
潮濕的二氧化硫、氮氧化物的混合氣體和濃度在70%以下的稀硫酸具有很強的腐蝕性，設備需用鉛制。在鉛室中，二氧化硫的氧化與成酸反應大部分是在氣相中進行，因而不可避免地會形成大量的硫酸霧。這種氣溶膠狀態的細微顆粒需經較長進間才能凝聚成液滴，墜落至鉛室底部。為此必須擁有很大的反應空間，才能保持較高的生產效率。再者，生產過程中釋放的大量反應熱也須經鉛室表面及時散去。因此，鉛室法工廠往往採用多個串聯的鉛室，耗鉛量大，這是歷史上人們力求革新鉛室法的主要原因。
淘汰原因
大部分硫酸從鉛室製得(濃度為 65%H2SO4)。適量的鉛室產品可注入脫硝塔，因多餘的水分被蒸發以及塔內也進行部分成酸反應,從而可由脫硝塔取得濃度達76%H2SO4產品。鉛室法的硫酸濃度低而且往往含有很多雜質，用途受到限制，這也是鉛室法被淘汰的重要因素。
改進方法
塔式法
塔式法是硝化法制硫酸的一種方法。在硫酸工業發展史上是由於改革鉛室法而獲得成功的。1911年奧地利人C.奧普爾創建了世界上最早的塔式法裝置。塔式法是以填充塔為主要成酸設備，其工藝原理與鉛室法相同。由於塔內的填料提供了巨大的表面，使氣體和液體得以充分接觸，強化了擴散和吸收過程，導致二氧化硫的氧化和進一步的成酸反應絕大部分在液相(含硝硫酸)中迅速完成，所需的反應空間大大減少，與鉛室法相比，用一二個不大的填充塔就足以取代為數較多、體積龐大的鉛室，從而節約了鉛材和投資。隨著塔的殼體改為鋼製，以及其他附屬設施也改用鋼甚至鑄鐵製作，其可靠性和經濟效益不斷得到提高。
