鉛室法と接触法の大きな違いは、鉛室法がガス状の窒素酸化物を触媒として用いるのに対し、接触法では五酸化バナジウムを触媒として用いる点である。

鉛室法と接触法は、硫酸を大量に生産するための重要な工業プロセスである。しかし、リードチャンバー方式は古い方式で、現在では接触方式にほぼ置き換わっている。これは、接触法が経済的で、安価な触媒を使用するためであり、それだけでなく、この方法では三酸化硫黄や発煙硫酸が生成されるからである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. リードチャンバープロセスとは 3. コンタクトプロセスとは 5. 横から見た比較-表形式でのリードチャンバープロセスとコンタクトプロセス 6. まとめ

鉛室法は何ですか？

鉛室法とは、硫酸の工業生産に古くから用いられている方法である。しかし、それでも現在の硫酸生産量の25％をまかなうことができる。しかし、この方法は最終的な仕上がりに比べて制作コストが高いため、現在ではあまり普及していません。

図01：各国の硫酸生産量

また、このプロセスでは、ガス状の窒素酸化物を触媒として使用します。その際、二酸化硫黄を蒸気や二酸化窒素と一緒に大きなチャンバーに導入する必要があります。この大きな部屋には、鉛の板が敷き詰められている。チャンバー内には、水と曲がった酸とともにガスを噴射するシステムがある。一般的に、チャンバーで使用する酸は70％硫酸です。そして、二酸化硫黄と二酸化窒素を30分間水に溶け込ませる必要があります。二酸化窒素は反応を促進させるが、反応中に消費されることはない。この部屋では、二酸化硫黄が酸化して硫酸になる。しかし、このプロセスは発熱が大きく、高いレベルの熱を放出する。

接触式は何ですか？

接触法は、硫酸の工業的生産のための近代的な方法である。さらに、この方法では高濃度の硫酸が発生する。以前は白金を触媒として使っていましたが、高価なため、現在は五酸化バナジウムを使っています。このプロセスの重要性は、三酸化硫黄と発煙硫酸も生産され、非常にコスト効率が良いことです。

まず、硫黄と酸素が結合して二酸化硫黄が生成される。そして、精製装置から発生する二酸化硫黄を浄化する必要があります。次に、五酸化バナジウム触媒の存在下、二酸化硫黄に過剰の酸素を加える。この工程で三酸化硫黄が生成される。その後、硫酸に三酸化硫黄を添加する。発煙硫酸を発生させる。最後に発煙硫酸を水に加えると、非常に濃縮された硫酸が得られる。

鉛室法と接点処理の違い

硫酸の製造工程は、大きく分けて「鉛室法」と「接触法」の2つがあります。鉛室法と接触法の大きな違いは、鉛室法がガス状の窒素酸化物を触媒として用いるのに対し、接触法では五酸化バナジウムを触媒として用いる点である。また、鉛室法では反応物が三酸化硫黄と水蒸気であるのに対し、接触法では反応物が硫黄、酸素、湿り空気である。また、鉛室法では硫酸が最終製品ですが、接触法では三酸化硫黄や発煙硫酸も発生します。そこで、リードチャンバー・プロセスとコンタクト・プロセスが異なる点です。

概要 - 鉛室法 vs. 接点処理

硫酸の製造方法には、大きく分けて「鉛室法」と「接触法」の2つがある。鉛室法と接触法の大きな違いは、鉛室法がガス状の窒素酸化物を触媒として用いるのに対し、接触法では五酸化バナジウムを触媒として用いる点である。

参考

1 "密室プログラム", Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, available here.