ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение азотной кислоты из окислов азота из "Руководство к практическим занятиям по технологии неорганических веществ" Цель работы — практическое изучение зависимости степени превращения окислов азота в азотную кислоту и коэффициента скорости поглощения их от одного из следующих факторов концентрации окислов азота, концентрации кислоты и интенсивности орошения. [c.239] Очевидно, что в процессе образования азотной кислоты необходимо также осуществить окисление выделивщейся окиси азота. [c.240] Степень превращения двуокиси азота в азотную кислоту, определяемая равновесием последней реакции, зависит от концентрации азотной кислоты, температуры и содержания двуокиси азота в газе. [c.240] С увеличением концентрации двуокиси азота возрастает выход азотной кислоты. С увеличением концентрации азотной кислоты, а также с повышением температуры, наоборот, степень превращения двуокиси азота в азотную кислоту уменьшается. [c.240] Скорость поглощения окислов азота водой или водными растворами азотной кислоты также будет тем больше, чем выше содержание окислов азота, в газе и тем меньше, чем выше концентрация азотной кислоты в растворе. [c.240] В производственных условиях. поглощение окислов азота осуществляют при нормальном давлении в серии поглотительных башен (в количестве 6—7) или под давлением в поглотительной колонне тарельчатого типа. В системе башен газ и жидкость, так же как и в поглотительной колонне, движутся иротивотоком, так что в первой башне (по ходу газа) получается наиболее концентрированная кислота (50—60%), отводимая в качестве продукта. Концентрация кислоты во всех других башнях понижается последовательно до 6—8% HNOз в последней башне, орошаемой водой. Соответственно изменяются по отдельным стадиям производительность отдельных башен и концентрации окислов азота в них. [c.240] Гемпературу процесса поддерживают возможно более низ кую, в пределах 35—40 °С летом и ниже — зимой. Тепло реакции отводят в холодильниках для циркулирующих жидкостей. [c.241] Требуемая поверхность соприкосновения между газом н жидкостью создается или заполнением поглотительных башен насадкой, или барботажем газа через жидкость на тарелках поглотительной колонны. В связи с тем, что процесс образования азотной кислоты сопровождается окислением N0, протекающим в газовой фазе, насадка должна иметь, наряду с большой поверхностью, максимальный свободный объем. Поэтому в качестве насадки в башнях применяют керамиковые кольца, характеризующиеся большим свободным объемом и большой поверхностью. [c.241] Плотность орошения определяется не только соображениями полной смачиваемости насадки, но и необходимостью отвода с жидкостью всего количества тепла, выделяющегося в процессе. При этом температура жидкости не должна повышаться больше чем на 3—5°С. В соответствии с этим плотность орошения первой и второй башен, где образуется наибольшее количество кислоты, составляет 10 м м -час, з остальных 3—5 м 1м час. [c.241] Схема установки для изучения процесса получения азотной кислоты представлена на рис. 77. Окись азота из газометра I поступает в поглотительную склянку 2, заполненную концентрированным раствором серной кислоты, затем в фильтр 3, заполненный стеклянной ватой. Расход окиси азота измеряют при помощи реометра 4. Пройдя реометр 4, окись азота поступает по трубке 5 в абсорбционную колонку 6. Для получе ния газа с определенным содержанием окиси азота и ки сло1рода по трубке 7 поступает смесь воздуха и азота. Воздух, подаваемый яри помощи воздуходувки 8, также проходит через поглотитель, заполненный концентрированной серной кислотой, и фильтр (не показанные на рисунке). Расход воздуха и азота измеряют при помощи реометров 9 и 10. Пройдя реометры, воздух и азот направляют по трубке 7 в абсорбционную колонку 6. Последняя представляет собой стеклянную трубку с внутренним диаметром 38,5 мм и высотой 400 мм, заполненную полностью или частично насадкой из стеклянных колец. В качестве насадки применяют кольца размером 12X12 мм с толщиной стенки 1,5 мм. Для лучшего распределения орошающей кислоты по сечению колонки на насадку помещают решетку из оксидированного алюминия. [c.241] Раствор для орошения поступает из градуированного сосуда 12 емкостью 10 дм . Расход жидкости контролируют по скорости движения ее в фонаре 13 и регулируют при помощи крана. [c.242] выходящие из абсорбционной колонки, пройдя буферную емкость 18 и тройник с краном, предназначенные для отбора пробы па анализ, выходят в атмосферу. Часть отходящих газов просасывают при помощи воздуходувки через фотоколориметр 15 (стр. 67 и сл.) эти газы выбрасываются в атмосферу через поглотитель 19. Постоянство скорости газа, проходящего через фотоколориметр, контролируют реометром 16 и регулируют раном 17. [c.242] До провед Ния работы наливают 5 дм раствора заданной концентрации в сосуд 12 и проверяют установку на герметичность. После этого приступают к выполнению работы. [c.243] Расход воздуха и азота вычисляют следующим образом. При наличии чистого азота, содержащего лишь следы кислорода, расход воздуха определяют в соответствии с общим расходом газовой смеси и содержанием в ней кислорода. Для ука-заппого состава газовой смеси и расхода ее в 20 дм час расход воздуха составит 20 0,08 0,21 8 дм /час. Отсюда по разности определяют расход азота. [c.243] Определив расход воздуха и азота, нетрудно вычислить концентрацию кислорода в смеси воздуха и азота. После этого приступают к установлению расхода газовых потоков, пользуясь градуировкой реометров. Вначале включают воздуходувку и устанавливают требуемый расход воздуха. Затем приоткрывают вентиль баллона 9, выпуская вначале газ в атмосферу, а потом переключают его в систему. Отрегулировав расход воздуха и азота, отбирают после смесителя пробу газа для анализа а содержание кислорода в смеси воздуха и азота. [c.243] Аналитическое определение кислорода в омеси служит контролем правильного смешения газов. [c.244] Полученные данные используют для определения степени поглощения окислов азота ф, степени превращения окислов азота в азотную кислоту т] и для расчета коэффициента скорости поглощения к. [c.245] Ри и Рк—соответсгвенно, парциальное давление окислов азота до и после поглощения. [c.246] Вычисленный указанным путем коэффициент скорости поглощения относится фактически к поглощению двуокиси азота и пригоден для характеристики процесса, протекающего в первых башнях, когда скорость процесса контролируется поглощением окислов азота, а не окислением окиси азота, как это имеет место в последних башнях. [c.246] Вернуться к основной статье