ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение состава продуктов разделения воздуха и содержания в них примесей из "Производство кислорода Издание 2" Кроме того, в кислородном производстве приходится проверять физико-химические свойства смазочных масел, степень использования щелочи и концентрацию ее раствора, степень влажности газов, насыпную массу адсорбентов, загрязненность растворителей маслом, содержание масла в жидком воздухе и кислороде и др. Анализы последней группы (исключая определение содержания масла в жидком воздухе и кислороде) проводят на предприятиях и других отраслей промышленности они подробно описаны в соответствующих руководствах, поэтому их описание не приводится. [c.351] Составы основных продуктов разделения воздуха характеризуются содержанием в них кислорода. На малых установках анализы на содержание кислорода осуществляют химическими методами, на крупных установках — автоматическими магнитными приборами. [c.351] Все химические методы основаны на поглощении реактивом кислорода из отобранной пробы газа (обычно 100 см ) и измерении объема остатка. [c.351] Во время наполнения бюретки уравнительный сосуд ставят на подставку 10, чтобы создать в бюретке небольшое избыточное давление во избежание подсоса воздуха. Чтобы привести газ в бюретке к атмосферному давлению и выпустить его избыток, снова открывают кран (положение I) и, зажимая рукой резиновую трубку 8, дают воде подняться до отметки 0%. После этого, повернув кран в положение //, соединяют бюретку с поглотительным сосудом 1 и, поднимая сосуд 7, перепускают анализируемый газ в поглотительный сосуд, заполненный спиралями из медной проволоки толщиной 0,8—1,2 мм. [c.352] Поглощение кислорода происходит на поверхности медных спиралей с образованием окиси меди СиО. Для удаления окислов с поверхности медных спиралей применяют раствор хлористого аммония NH4 I (нашатыря) в аммиачной воде (750 г нашатыря растворяют в смеси, состоящей из 1 л 18%-ного раствора аммиака и 1 л дистиллированной воды). Во время поглощения, продолжающегося 1—3 мин, поглотитель-TibiH сосуд покачивают или встряхивают, чтобы смочить раствором поверхность спиралей. Образующееся при поглощении окиси меди комплексное соединение окрашивает раствор в синий цвет. Избыток раствора, вытесненный из поглотительного сосуда в уравнительный шаровой сосуд 2 по мере уменьшения объема пробы газа возвращается обратно. [c.352] Когда поглощение закончится, остаток пробы газа переводят снова в бюретку, опуская уравнительный сосуд, и перекрывают трехходовой кран. Объем остатка, состоящего в основном из азота и аргона, измеряют, устанавливая одинаковые уровни воды в бюретке и уравнительном сосуде. Так как бюретка градуирована в процентах О2, по уровню мениска воды определяют содержание кислорода в газе. Чтобы удостовериться в том, что поглощение кислорода произошло практически полностью, можно еще раз перепустить остаток газа в поглотительный сосуд, после чего сделать вторичный замер. Запас медной стружки периодически пополняют. Раствор следует менять после 30—50 анализов (признаком полной сработки раствора служит появление зеленого осадка). [c.352] В области концентраций кислорода выше 95% прибор Гемпеля дает погрешность не более 0,1% при более низких концентрациях — от 0,5 до 1%. При малых концентрациях кислорода в смеси прибор Гемпеля неприменим, так как поглощение кислорода происходит не полностью и содержание его, показанное прибором, будет ниже действительного. [c.352] Анализ состава технического азота (определение содержания в нем кислорода) выполняют аналогично, Ио в изотермических условиях. Кислород из смеси, в которой его парциальное давление мало, поглощают более активными поглотителями — белым (желтым) фосфором или щелочным раствором пирогаллола. При поглощении кислорода фосфор переходит в ангидриды Р2О5 и Р2О3, которые выделяются в поглотительном сосуде в виде белого дыма растворяясь в воде, они образуют фосфорную и фосфористую кислоты. [c.353] Прибор для определения содержания кислорода в техническом азоте показан на рис. [c.353] Это обусловлено тем, что колебание объема газа вследствие изменения температуры при анализе дает тем большую ошибку, чем больше непоглощенного газа остается в бюретке. [c.353] Например, при нагревании на 3 град объем пробы возрастает на 2/з/з 0,01. Если анализу подвергают технический кислород, то измеряемый остаток в бюретке составит величину около 0,005 (0,5%) от первоначального объема, и ошибка 0,5-0,01=0,005% О2 не имеет практического значения. При анализе технического азота, содержащего, например, 2% Оз, остаток в бюретке будет равен 0,98 (98%) от первоначального объема, а ошибка будет значительно больше она составит 98Х X 0,01 =0,98% 1 % О2. Поэтому состав технического и жидкого азота определяют в термостатированной бюретке. [c.353] Запорной жидкостью как в бюретке, так и в поглотительном сосуде служит вода. Конец поглощения определяют по уровню воды в трубке 4. [c.353] Белый фосфор не только огнеопасен, но и ядовит. Для безопасности поглотительный и уравнительный сосуды помещают в металлический ящик с водой. Вместо фосфора часто пользуются щелочным раствором пирогаллола, который приготовляют из пирогаллола и едкого кали. В 180 см воды растворяют 76 г КОН и в 100 см воды при нагревании растворяют 44 г пирогаллола. Затем оба раствора смешивают и. хранят в закрытом сосуде из темного стекла. Раствор годен в течение нескольких месяцев. При иопользовании пирогаллола применяют такой же прибор, как и показанный на рис. 216. В поглотительный сосуд заливают раствор пирогаллола и помещают стеклянные трубки, которые, смачиваясь раствором, увеличивают поверхность его контакта с газом. На трубку 4 надевают мешочек из резиновой пленки, чтобы предотвратить контакт раствора с воздухом. (Кислород из газа, находящегося в сосуде 1, поглощается раствором сразу после сборки прибора.) В процессе поглощения кислорода раствором пирогаллола выделяется некоторое количество окиси углерода, которая присоединяется к анализируемой пробе газа. При малых концентрациях кислорода (до 10— 15%) это явление не дает значительной ошибки, но при больших содержаниях кислорода в смеси результат анализа может исказиться. Поэтому на пирогаллоловом приборе анализируют только технический азот или сырой аргон. Раствор заменяют после 100—120 анализов. [c.354] Иногда вместо пирогаллола применяют гидросульфит натрия. Для приготовления щелочного раствора гидросульфита растворяют предварительно в 1 л воды 143 г едкого кали. Перед наполнением прибора к 200 см этого раствора, предварительно нагретого до 30—35°С, добавляют 57,2 г гидросульфита и заливают полученный реактив слоем вазелинового или парафинового масла для защиты от кислорода воздуха. Реактив годен для работы в течение всего трех суток. Поэтому гидросульфит применяют сравнительно редко. [c.354] Приборы для более точного химического определения содержания кислорода в смеси газов выпускает завод Лаборприбор (г. Клин). Прибор СВ-7637 предназначен для определения содержания Ог во всем интервале концентраций (от О до 100%) с точностью до 0,1%. Прибор СВ-7636 предназначен для смесей с малым содержанием Ог (0—5%) и обеспечивает точность до 0,02—0,03%. [c.355] Определение содержания кислорода в смеси газов магнитными методами основано на том, что кислород в отличие от всех других газов обладает заметными нарамагнитными свойствами. Эти свойства иапользуют по-разному. [c.355] В так называемых термомагнитных газоанализаторах используется то обстоятельство, что с повышением температуры магнитная восприимчивость кислорода уменьшается. Поэтому при нагревании кислорода в магнитном поле возникает движение кислорода (термомагнитная конвекция или магнитный ветер ) в результате того, что холодный кислород втягивается в магнитное поле, вытесняя нагретый. [c.355] Термом агнитные газоанализаторы применяют преимущественно для анализа смесей, содержащих более 1% Ог- В магнитных газоанализаторах других типов используют дифференциальный метод, основанный на разнице в магнитных свойствах анализируемого и эталонного газа. Эталонным газом может служить атмосферный воздух или смесь с заранее измеренным содержанием кислорода. Подробно магнитные анализаторы описаны в специальных руководствах [18, 58]. [c.355] При малых концентрациях кислорода для анализа смеси газов применяют деполяризационные (ДПГ), гальванические (ГЛ) и термохимические (ТХГ) газоанализаторы. [c.355] В деполяризационных газоанализаторах в ячейку, состоящую из двух электродов, находящихся под некоторым напряжением и погруженных в электролит, подают анализируемый газ, содержащий кислород. Действие прибора основано на том, что кислород, диффундируя к катоду, связывает выделяющийся на нем водород, препятствующий прохождению тока, и тем самым деполяризует элемент. Чем больше кислорода в смеси, тем больший ток проходит между электродами. [c.355] Вернуться к основной статье