铅室法

铅室法是一种用于大量生产硫酸的工业方法。 它在很大程度上已被接触过程所取代。

二氧化硫与蒸汽和二氧化氮一起被引入到衬有铅板的大腔室中，在那里气体被水和腔室酸（62-70% 的硫酸）喷洒下来。 二氧化硫和二氧化氮溶解，在大约 30 分钟的时间内，二氧化硫被氧化成硫酸。 二氧化氮的存在对于反应以合理的速率进行是必要的。 这个过程是高度放热的，腔室设计的一个主要考虑是提供一种方法来消散反应中形成的热量。

早期的工厂使用非常大的铅衬木矩形室（故障箱室），这些室由环境空气冷却。 内部铅护套用于容纳腐蚀性硫酸并使木室防水。 大约在 19 世纪之交，此类工厂需要大约半立方米的体积来处理相当于一公斤燃烧硫磺的二氧化硫。 在 19 世纪中叶，法国化学家约瑟夫·路易斯·盖-吕萨克将这些腔室重新设计为石器填充的砖石圆柱体。 在 20 世纪，使用 Mills-Packard 室的工厂取代了早期的设计。 这些腔室是高大的锥形圆柱体，通过沿着腔室外表面流下的水进行外部冷却。

用于该过程的二氧化硫是通过燃烧元素硫或通过在炉中的空气流中焙烧含硫金属矿石来提供的。 早期制造过程中，氮氧化物是通过硝在酸存在下高温分解产生的，后来逐渐被氨在催化剂存在下在空气中氧化成一氧化氮所取代。 氮氧化物的回收和再利用是室式工艺设备运行中的重要经济考虑因素。

在反应室中，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮。 来自腔室底部的液体被稀释并泵送到腔室顶部，然后向下喷成细雾。 二氧化硫和二氧化氮被液体吸收，反应生成硫酸和一氧化氮。 释放的一氧化氮微溶于水，并返回到腔室中的气体中，在那里它与空气中的氧气发生反应，重新生成二氧化氮。 一定比例的氮氧化物以亚硝酰硫酸和硝酸的形式被隔离在反应液中，因此必须在过程进行时添加新鲜的一氧化氮。 后来的室内工厂包括一个高温格洛弗塔，用于从室内液体中回收氮氧化物，同时将室内酸浓缩至高达 78% 的 H2SO4。 来自腔室的废气通过进入塔进行洗涤，一些格洛弗酸通过塔流过破碎的瓷砖。 氮氧化物被吸收形成亚硝基硫酸，然后返回格洛弗塔以回收氮氧化物。

反应室中产生的硫酸浓度限制在 35% 左右。 在较高浓度下，亚硝基硫酸以“室晶”的形式沉淀在铅壁上，不再能够催化氧化反应。

二氧化硫是通过燃烧元素硫或在气流中焙烧黄铁矿产生的：

S8 + 8 O2 → 8 SO24 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2

氮氧化物是由硝在硫酸存在下分解产生的，或由亚硝基硫酸水解产生的：

2 NaNO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + NO + NO2 + O22 NOHSO4 + H2O → 2 H2SO4 + NO + NO2

在反应室中，二氧化硫和二氧化氮溶解在反应液中。 二氧化氮水合生成亚硝酸，然后亚硝酸将二氧化硫氧化成硫酸和一氧化氮。 这些反应没有很好地表征，但已知亚硝基硫酸是至少一个途径中的中间体。 主要的总体反应是：

2 NO2 + H2O → HNO2 + HNO3SO2（水溶液）+ HNO3 → NOHSO4NOHSO4 + HNO2 → H2SO4 + NO2 + NOSO2（水溶液）+ 2 HNO2 → H2SO4 + 2 NO

一氧化氮从反应液中逸出，随后被再氧化。