2.6 Проведение испытания

Включали ЛАТР и начинали прогревание трубки с пробой угля (реактор) до нужной температуры. При этом кран 18 держали открытым, а кран 17 перекрывали, для того чтобы влага содержащаяся в угле испарялась. Краны 6, 15, 12, 13 закрыли, 2, 7, 8, 9, 11 – открыли. После чего включали магнитную мешалку и начинали прикапывать из капельной воронки 1 (рисунок 5) нитрит натрия со скоростью 15-17 капель в минуту. Образовавшиеся оксиды азота проходили через силикагель, затем уже в высушенном состоянии в емкость 10. Как только оксиды азота образовались в ёмкости 10, прекращали прикапывание нитрита натрия, выключали мешалку. Об образовании оксидов азота свидетельствовал образовавшийся бурый газ (рисунок 6). Открывали кран 12, 15, кран 8 закрыли, и оксиды азота пропускали с помощью сжатого воздуха камеры 14 через реактор с углем, находящийся в печи 20, и затем – через 200 мл поглотительного раствора 22. Нагрев печи корректировался с помощью ЛАТРа.

Как только вытеснили все оксиды азота из емкости 10 выключали ЛАТР из сети.

Рисунок 9 – Образование оксидов азота

2.6.1 Расчёт исходной смеси, состоящей из диоксида азота и атмосферного воздуха

2NO₂ + 2C → 2CO₂ + N₂

Расчёт количества диоксида азота (NO₂), поступившего в реактор из ёмкости объёмом 0,600 л:

молекулярная масса NO₂ – 46∙2 = 96 г/моль;

молекулярная масса С – 12∙2 = 24 г/моль;

молекулярная масса CO₂ – 44∙2 = 88 г/моль;

молярный объём газа – 22,4 л/моль.

Составив пропорцию:

46 г – 22,4 л

х г – 0,6 л

Получили, что в ёмкости объёмом 0,600 л содержится 1,2321 г диоксида азота. По реакции углекислого газа выделяется 1,1785 г, угля необходимо на обезвреживание – 0,3214 г.

Расчёт количества углекислого газа, образовавшегося в результате взаимодействия кислорода из атмосферы и угля, ведём по реакции:

O₂ + C → CO₂

молекулярная масса O₂ – 16∙2 = 32 г/моль;

молекулярная масса CO₂ – 44 г/моль.

Составив пропорцию:

32 г – 22,4 л

х г – 1 л

Получили, что кислорода в 1 л – 1,4286 г. А углекислого газа выделяется – 1,9643 г. Угля необходимо – 0,5357 г.

Т.е. за проведение эксперимента теоретически должно выделиться 3,1428 г углекислого газа, необходимо – 0,8571 г угля.

Расчёт карбонатов бария проводили по реакциям:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

Na₂CO₃ + Ba(NO₃)₂ → BaCO₃↓ + 2NaNO₃

молекулярная масса NaOH – 40∙2 = 80 г/моль;

молекулярная масса Na₂CO₃ – 106 г/моль;

молекулярная масса BaCO₃ – 197 г/моль;

молекулярная масса CO₂ – 44 г/моль.

Получили, что теоретически карбонатов бария выделиться 14,0712 г карбонатов бария в 200 мл поглотительного раствора (или 0,7036 г в 10 мл – рассмотрено в пункте 2.4.1).

2.7 Оценка методики обезвреживания оксидов в термическом режиме с помощью активных углей аг-3 и скт-10

Анализу и оценке подвергались поглотительный раствор и навески активных углей АГ-3 и СКТ-10, через которые прошло обезвреживание оксидов азота.