Дуговой метод фиксации азота

Окись азота при температуре ниже 600°С окисляется в двуокись. последняя же взаимодействуя с водой, образует азотную кислоту. Наивысшего развития дуговой метод фиксации азота достиг в 1925 г. На тонну связанного азота затрачивалось около 60 тыс. квт-ч энергии, что делало производство мало эффективным. [c.84]

Хотя дуговой метод фиксации атмосферного азота относительно прост, но его цри.менение целесообразно лишь в странах с очень дешевой гидроэлектроэнергией. [c.73]

Общий расход электроэнергии на получение водорода и азота, синтез аммиака и окисление его в азотную кислоту составляет в пересчете на топливо (по эквиваленту) около 6—8 т угля N 3 1 т связанного азота вместо 64 т угля по дуговому методу, акпм образом, коовенный способ получения азотной кислоты 3 азота, связанного в аммиак, оказался более рентабельным, С(%ем прямое взаимодействие атмосферного азота с кислородом. Однако исследования процессов непосредственного соеди-1ения азота с кислородом продолжаются, и в настоящее время этой области получены некоторые положительные результаты. Проводятся опыты фиксации азота под высоким давлением, что позволяет достигать более высокой температуры электрической дуги и, следовательно, более высокой концентрации окйси азота, чем ранее (при 100 ат образуется 9% N0). [c.17]

На первый взгляд кажется, что щелочно-цианидный метод фиксации азота обладает значительными преимуществами, что делает понятным, что многие прежние сторонники процесса надеялись выгодно получать не только соединения циана, но и другие соединения азота, получаемые из цианидов. Прежде всего процесс кажется выгодным с точки зрения энергии. Как показывает уравнение (I), при образовании двух граммолекул цианистого натрия поглощается 138 500 кал. Однако при сжигании 3 граммолекул окиси углерода, полученных одновременно с цианистым натрием, выделяется 204 ООО кал. Кроме того, если конечными продуктами являются аммиак или цианистый водород, то в качестве сырых материалов расходуются лишь уголь, азот и вода в пропорциях, указанных уравнениями реакций. Нужная температура, около 1000°, кажется весьма умеренной по сравнению с температурами, необходимыми при дуговом или цианамидном методах. Наконец щелочно-цианидный метод не требует применения высокого давления, неизбежного при получении синтетического аммиака. Несмотря на [c.249]

Различные модификации дугового метода фиксации атмосферного азота в виде H N защищаются многочисленными патентами. В одном из них р ] рекомендуют газовую смесь, содержащую 42.4 /о Ng, 33.7% Hg, 8.3% СН4 и 5.3% СО, пропускать через печь с дуговым разрядом под давлением в 1.6 атм. Указывается, что выход H N по этому методу достигает 50 г на 1 kWh. [c.286]

Методы фиксации азота. Первый из предложенных методов был подсказан природным явлением — образованием окислов азота при разрядах атмосферного электричества (грозы). По этому методу, известному под названием дугового, атмосферный азот окисляется при температуре электрической дуги по реакции [c.11]

ДУГОВОЙ МЕТОД ФИКСАЦИИ АЗОТА [c.83]

Существенным недостатком этого процесса является чрезвычайно высокий расход электрической энергии — 60—70 тыс. кВт-ч на тонну связанного азота. Этим объясняется то, что после разработки других, более экономичных методов фиксации атмосферного азота дуговой способ быстро утратил свое значение. [c.92]

Дуговые печи для фиксации азота получили наибольшее распространение в странах с дешевой электроэнергией (Норвегия, Швейцария), причем мощность цехов достигала очень большой величины, В Норвегии в 1916 г, общая мощность таких установок достигала 300 000 кет. Однако выход окиси азота составлял лишь 1,5—2,0%, в то время как вся масса газа бесполезно нагревалась до 1 ООО—1 400° С, В результате удельный расход электроэнергии составлял 12—15 квт-ч1кг азотной кислоты, С появлением метода получения азотной кислоты из синтетического аммиака, значительно более дешевого и менее энергоемкого, дуговой метод получения азота быстро отпал. [c.14]

Дуговой метод фиксации атмосферного азота был первым процессом (1902—1903 гг.), при котором азот и кислород окружающей нас атмосферы взаимодействовали при температуре 2000—2500° С. В этом случае в промышленном масштабе воспроизводился процесс, протекающий при грозовом разряде. В электрической печи (рис. 38) находятся электроды /, по которым протекает ток высокого напряжения. Так как электроды помещены на некотором расстоянии, то между ними образуется электрическая дуга 2, в которой температура достигает 2000—2500° С. Сквозь дугу продувается воздух, и при высокой температуре в пламени дуги азот и кислород воздуха реагируют между собой [c.89]

Эти работы легли в основу большой промышленности дуговой фиксации атмосферного азота, развившейся уже в начале нашего века. Окисление азота воздуха при помощи электрических разрядов, в частности, при помощи высоковольтной дуги, в настоящее время имеет, главным образом, лишь историческое значение, так как способ этот, после появления более совершенных каталитических способов связывания атмосферного азота через аммиак, оказался экономически невыгодным и был очень быстро вытеснен из промышленности. Тем не менее, представляется целесообразным, хотя бы вкратце, осветить здесь дуговой способ связывания азота в качестве конкретного примера промышленного осуществления химического синтеза в газовой фазе при помощи электрических разрядов. Кроме того, как уже отмечалось ранее, в последние годы вновь появился интерес к электроразрядным методам фиксации азота, правда, уже не в дуговом варианте, а варианте с использованием высокочастотных разрядов в связи с многообещающими результатами исследований в этой области. [c.383]

Данные, характеризующие некоторые методы дуговой электро-фиксации азота [c.72]

В связи с ограниченностью запасов природной селитры и отдаленностью их от основных потребителей решение задачи использования свободного азота приобрело в целом ряде стран первостепенное значение. Однако вследствие химической инертности азота попытки фиксации его из атмосферного воздуха длительное время оставались безуспешными. Лишь в начале XX в. удалось использовать азот воздуха путем его окисле-ления кислородом в электрической дуге при 3500—4000 °С (дуговой метод) по реакции [c.233]

Настоящая статья в своей физико-химической части базируется на прежних исследованиях, но с привлечением новой плазмотронной техники и современных методов гетерогенного катализа, которые существенно улучшают показатели прежнего дугового процесса фиксации азота воздуха. А именно позволяют значительно снизить расходы электроэнергии на синтез и одновременно делают возможным непосредственное получение концентрированной азотной кислоты, причем вместе с этим решается проблема резкого снижения выбросов хвостовых нитрозных газов в атмосферу. В настоящей работе исследовалось образование окислов азота в плазме при окислении азота воздуха и последующее превращение их в крепкую азотную кислоту конверсией озоном. [c.218]

С 1906 г. метод фиксации атмосферного азота через цианамид кальция стал быстро распространяться во многих странах, так как он оказался в 3—4 раза экономичнее дугового метода. Если расход энергии на получение 1 т связанного азота дуговым методом составлял 70 тыс. квт-ч (или, по эквиваленту, 64 г угля), то на получение такого же количества связанного азота цианамид-ным методом (и производство необходимого для этого процесса карбида кальция) расходовалось 15 тыс. квт-ч энергии (или [c.17]

В течение ряда лет мировое производство азотсодержащих веществ дуговым методом составляло в среднем 30 ООО т в год, но, начиная с 1928 г., выработка их сокращается в связи с переходом на синтетический аммиак. Однако исследования в области получения оксида азота из воздуха продолжаются, причем большое внимание уделяется плазменному методу фиксации атмосферного азота по реакции [c.6]

Дуговой метод фиксации атмосферного азота был первым процессом (1902— 1903 гг.), при которохм азот и кислород окружающей нас ат-Рис. 37. Схема дугового метода фик- мосферы взаимодействовали сации азота при температуре 2000—2500 С. [c.92]

В связи с ограниченными природными запасами селитры в ряде стран проводились исследования по разработке способа фиксации азота из атмосферного воздуха. Лишь в начале XX в. удалось окислить азот воздуха в пламени электрической дуги при температуре 3500—4000 °С. Однако дуговой метод не получил распространения вследствие большого расхода электроэнергии. [c.273]

В связй с дуговым методом фиксации атмосферного азота следует упомянуть об электроазотном методе, который преследует цель утилизации ряда улавливаемых, но не используемых обычно, вредных газовых примесей, сопутствующих большинству отходящих газов химической и металлургической промышленности. Этот метод сводится в основном к окислению сернистого газа в пламени высоковольтной дуги до серного ангидрида и соединению последнего с газообразным аммиаком в электрическом поле электрофильтра, с образованием [c.391]

Но практическое использование этой реакции столкнулось с еще большими трудностями в сравнении с испытанным при фиксации азота дуговым методом. [c.86]

Из всех типов разряда дуговой является наиболее удобным для осуществления химических процессов в технических масштабах. В дуге можно легко создавать большие мощности, позволяющие применять большие скорости потока газа через разрядную зону. Дуговой метод нашел себе применение в промышленности для получения сажи и водорода крекингом углеводородов, получения ацетилена из метана и жидких углеводородов, фиксации атмосферного азота в виде N0 и НСН и т. д. [c.142]

Получение N0 фиксацией в дуге атмосферного азота в начале нынешнего века было освоено в ряде стран, обладавших дешевой гидроэлектроэнергией. В 1907 г. на долю дугового способа приходилось до 40 /о общего количества связанного азота В дальнейшем же этот метод постепенно вытеснили более экономичные каталитические процессы, и в настоящее время нет сведений о том, что он где-либо применяется. Об этом процессе см. [c.157]

Параллельно с разработкой дугового метода фиксации атмосферного азота проводились исследования по фиксации азота через цианамид кальция СаСЫг, открытый в 1878 г. Г. Мейером (на возможность поглощения азота карбидом кальция впервые указал Муассан в 1894 г.). [c.16]

ДЗ говой метод фиксации азота играет в Америке сравнительно небольшую роль и еще меньшую — в общемировом производстве. Однако некоторые присущие этому методу особенности выделяют его из всех других процессов и делают его крайне интересным объектом для исследования. Изучение месторасположений бывших и сзгщёствующих производств связанного азота дуговым методом обнаруживает их определенную локализацию в тех местах, где имеется много электрической энергии и мало ее потребителей. По величине капиталовложений на тонну связанного азота дуговой метод не выдерживает сравнения с другими способами фиксации азота кроме того коэфициент производительного использования энергии при этом методе очень низок. В противовес этим недостаткам можно выставить два преимущества, свойственные исключительно этому методу, а именно непосредственное использование самых дешевых и самых обильных видов сырья — воздуха и воды и — прямое получение наиболее желательной формы связанного азота — азотной кислоты. Основная цель настоящей главы заключается, с одной стороны, в анализе недостатков дугового метода, а с другой — в обзоре попыток к его усовершенствованию и в указании тех путей, которыми должно пойти дальнейшее ис-следование, направленное к преодолению его дефектов. [c.83]

Открытая еще в XVIII веке Г. Кавендишем, она нашла практическое применение лишь в начале нашего века, когда дешевая гидроэлектроэнергия и разработка дуговых печей позволили поднять Гмакс до 3000 К. Но в дальнейшем этот метод фиксации азота был вытеснен синтезом аммиака. Ныне прямое окисление азота вновь обретает перспективы, что связано с повышением уровня ограничения после появления плазмотронов можно рассчитывать на увеличение его конкурентоспособности. [c.255]

Наряду с обычными химическими способами ещё в конце XIX века довольно широкое распространение получило применение реакции окисления азота в воздухе в дуговом разряде, получившее название дугового способа производства азотной кислоты или фиксации азота. Электрической дуге в этом способе долгое время приписывали лишь одно термическое воздействие. Мнение это в настоящее время опровергнуто. Дуговой метод добывания азотной кислоты может быть рентабельным, только если пользоваться дешёвой электрической энергией, доставляемой гидроэлектростанциями. Но и в этих условиях этот метод не смог выдержать экономической конкуренции с обычным химическим способом получения азотной кислоты из аммиака и в настоящее время почти не применяется. Тем большее значение приобпе- тают попытки найти другие методы получения N0, а также N02 путем исследования образования этих веществ в других видах разряда—тлеющем, коронном, высокочастотном, факельном Г2222, 2264]. [c.684]

Следующим промышленным методом фиксации азота, реализованным в промышленности почти одновременно с дуговым, был цианамидный, разработанный немецкими инженерами А. Франком и Н. Каро. Метод основан па экзотермической реакции взаимодействия карбида кальция с элементным азотом при температуре около 1000° С. Поддержание температуры, необходимой для синтеза цианамида кальция в промышленных аппаратах, осуществляется автотермично за счет тепла реакции. Небольшой расход электроэнергии необходим лишь в начальный период для создания очага реакции. Кроме того, электроэнергия требуется для получения элементного азота из воздуха методом сжия ения и ректификации последнего. Наибольшее количество энергии расходуется в электропечах на производство карбида кальция из известняка и кокса. На 1 т связанного азота в форме a N2 суммарно расходуется около 7,5 т известняка, 3,5 т каменного угля и 12 тыс. кВт ч электроэнергии. Общий расход энергетических ресурсов составляет около 8 т.у.т. Первая промышленная установка производства цианамида кальция была построена в 1905 г. в Италии. [c.10]

В промышленном масштабе синтез H N дуговым методом был осуществлен на заводе Яворжно в Польше, где применялись дуговые печи Мосцицкого Р"], производившие H N с энергетическим выходом 24—28 г на 1 kWh. Исходным сырьем в этом процессе служили смеси азота с парами жидких углеводородов (газойль). Фиксация азота достигала 13.4 г Ng на 1 kWh. (При синтезе NOg фиксация азота составляла 12 г на 1 kWh.). Годовая производительность установки позволяла получать ежегодно на базе синтетической H N до 1000 т железистосинеродистого калия (или натрия). Необходимый для синтеза чистый азот получался сжиганием газойля с воздухом. Образовывавшаяся в качестве побочного продукта Og перерабатывалась на К2СО3 (с годовой производительностью в 400 т). [c.286]

Получается 1) действием различных восстановителей на азотнокислый натрии 2) из нитрогазов, получаемых при дуговом методе фиксации атмосферного азота или при контактном окислении аммиака как побочный продукт в производстве HNOj или нитратов- [c.122]

Производство азотных удобрений во всех странах базируется в основном на синтезе аммиака. Ни чилийская селитра, ни дуговой способ связывания атмосферного азота, ни производство цианамида кальция не идут в сравнение по экономическому эффекту с синтезом аммиака. Современные промышленные методы связывания азота сложны технически, требуют высоких температур и давлений, осуществляются с большими затратами энергии. Советские ученые вплотную приблизились к решению важнейшей проблемы—фиксации азота способами, подобными способам фиксации азота в природе. В лабораториях Института элементорганиче-ских соединений им. А. Н. Несмеянова и Института химической физики АН СССР синтезированы металлокомплексные катализаторы— комплексы переходных металлов хрома, молибдена, железа, никеля и др. с графитом, способные функционировать по принципу клубеньковых бактерий (работы чл.-корр. АН СССР М. Е. Вольпина н проф. А. Е. Шилова с сотрудниками). Эти соединения образуют с азотом комплекс, в котором связь с азотом настолько слабая, что появляется возможность присоединения еще водорода. Когда комплекс разлагается, выделяется аммиак. К со- [c.177]

Ранее этот единственный метод использовался и в промышленности для получения азотной кислоты из чилийской селитры NaNOg. Но в 1898 г. на заседании Британской ассоциации ученых Крукс сформулировал важную проблему для технологов Фиксация атмосферного азота есть одно из величайших открытий, которых надо ожидать от изобретательности химиков . И уже в 1904 г. был предложен цианамидный метод связывания атмосферного азота с получением аммиака (с. 320). В 1905 г. был разработан дуговой метод сжигания воздуха , основанный на пропускании воздуха через электрическую дугу, в результате чего получается оксид азота (II), окисляющийся кислородом воздуха до оксида азота (IV), который растворяют в воде и получают азотную кислоту. В дальнейшем эти способы уступили место методу синтеза и переработки аммиака как более экономичному и пригодному для многотоннажного производства. Промышленное получение азотной кислоты основано на каталитическом окислении синтетического аммиака. [c.327]

Первая промышленная установка окисления азота кислородом при температуре около 3000° С путем пропускания воздуха через дуговую электрическую печь по методу X. Биркелаида и С. Эйде была введена в действие в Ноттодене (Норвегия) в мае 1905 г. К. А. Тимирязев откликнулся на это событие восторженной статьей Новая победа науки над природой . Пуск установки завершил собой многочисленные исследования ряда ученых и доказал принципиальную возможность промышленной фиксации азота атмосферы. Азотные удобрения выпускались в виде кальциевой селитры, получившей название норвежской, в отличие от природной натриевой, называемой но месту добычи чилийской. [c.9]

В 1901 г. было положено начало фиксации азота воздуха в пламени электрической дуги (дуговой метод). В 1902 г. в США сооружен завод по фиксации атмосферного азота с помощью электрической дуги, возникающей при пропускании между электродами тока силой 0,75 а и напряжением 8000 в в печи конструкции Брэд-лея и Ловджоя. Из-за несовершенства конструкции печи и большого расхода электроэнергии завод был закрыт в 1904 г. [c.12]

В начале XX в. была разрешена исключительно важная проблема связывания атмосферного азота, что дало человечеству новый неисчерпаемый источник сырья для производства азотсодержащих соединений. Известно, что над каждым квадратным километром земиой поверхности в воздухе содержится около 7500 тыс. т азота. Задача прев ращения инертного азота в химически активное вещество решена в результате последовательных усилий многих ученых. В 1901 г. было положено начало фиксации азота воздуха в пламени электрической дуги (дуговой метод). В 1906 г. в заводском масштабе осуществлен циан амидный метод связывания атмосферного азота. Цианамид кальция представляет собой хорошее удобрение и может служить сырьем для получения аммиака. Наконец, в 1913 г. на основе многочисленных работ был освоен промышленный метод синтеза аммиака из элементов, который получил широкое развитие и в настоящее время занял главное место в производстве связанного азота. Вскоре после этого была решена проблема получения азотной кислоты из аммиака. [c.13]

Соединения азота играют весьма значительную роль в промышленности. Производства красителей, некоторых пластических масс, химических волокон, взрывчатых веществ и порохов, медикаментов и других продуктов потребляют соединения азота. Источников связанного азота, имеющих промышленное значение, в природе крайне мало. В Чили и Южной Африке имеются крупные запасы натриевой селитры, истощающиеся в результате интенсивной добычи. Основным же неисчерпае.мым источником азота служит воздух. Вследствие большой инертности азота долгое время не удавалось найти способы фиксации его. Лишь в начале XX в. были найдены три метода синтеза соединений из элементарного азота дуговой, цианамидный и аммиачный. [c.234]