СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ В ГАЗАХ NO И NO Советский патент 1936 года по МПК C01B21/20 

Раздельное определение концентрации NO₂ и NO в газах камерных и башенных систем, выполняемое обычно по методу В.Н. Шульца (Ж. Химпром 1931 г., №18), представляет собой длительную операцию, требующую участия квалифицированного аналитика. Поэтому для повседневного контроля камерного и башенного процесса указанный способ неприменим. Между тем потребность в раздельном определении NO₂ и NO в газах сернокислотных систем весьма велика.

1) Если бы в любой данный момент было известно, как велика концентрация окислов азота в выхлопном газе камерной и башенной системы, то было бы легко сразу определить потери азотной кислоты на единицу продукции системы, что до сего времени было невозможно.

2) Если, наряду с суммарной концентрацией окислов азота, известен и состав окислов азота, т.е. степень окисления NO в NO₂, то сразу можно сделать заключение о том, нормально ли идет процесс в системе и нормально ли работают башни Гей Люссака; например, избыток NO укажет на сдвиг процесса в хвост систем и наоборот.

3) Экспрессный метод определения NO₂ и NO становится абсолютно необходимым в новейшем башенном процессе, заключающем в себе окислительный объем для подготовки окислов азота к абсорбции; здесь без прибора, который позволял бы в несколько минут определять концентрацию окислов азота в газе и степень окисления NO, регулировка абсорбционного процесса была бы вообще невозможна.

Авторами разработан и испытан на заводе экспрессный метод контроля камерного и башенного процесса, основанный на том, что двуокись азота представляет собой окрашенный газ, а окись азота, наоборот, бесцветный газ и что NO, реагируя с кислородом газа, способна с значительной скоростью и полнотой окисляться в NO₂. Метод оформляется таким образом, что в лаборатории изготовляются эталоны в виде запаянных стеклянных трубок с определенным содержанием NO₂ в газе. Чем выше это содержание, тем толщина слоя газа (или что то же длина трубки) берется меньшей. Как показали испытания метода, для анализа выхлопных газов, где суммарное содержание NO₂ и NO не превышает 0,3%, наиболее подходящей является длина трубок в 1 м. Имея набор подобных эталонов с разным содержанием NO₂, протягивают исследуемый газ через стеклянную трубку такой же длины и, сравнивая интенсивность окраски анализируемого газа с эталонами, определяют концентрацию NO₂ в газе. Для определения суммы NO, и NO движение газа по трубке прекращают и оставляют исследуемый газ в трубке на 10-15 мин. Большая часть NO при этом окисляется в NO₂ и интенсивность окраски газа в трубке возрастает. После этого путем сравнения с эталонами делается второй отсчет, который дает сумму NO₂ и NO. Так как за 10-15 мин, NO не успевает нацело перейти в NO₂, то здесь может быть разработана шкала поправок, основываясь на данных о скорости реакции окисления NO в NO₂, что легко поддается расчету. Иной путь, который может служить и для выверки этих поправок, заключается в том, что при анализе газа пользуются несколькими трубками для поочередного наполнения их анализируемым газом, причем имеется возможность, не прекращая анализов, выдерживать газ в той или иной трубке время, достаточное почти для 100%-го окисления NO в NO₂ и лишь после этого делать окончательный отсчет для определения суммарного содержания окислов азота в газе.

Описанный колориметр, в зависимости от числа эталонов, может иметь любую степень точности. На практике для анализа выхлопных газов достаточно иметь 6-7 эталонов, содержащих в себе газ с 0,04-0,07-0,1-0,20-0,25-0,30% NO₂. При наличии в газах кислотного тумана таковой перед поступлением газа в колориметр удаляется из газа путем фильтрования через слой асбестовой ваты; если газы влажны, следует их пропускать над фосфорным ангидридом. Прибор может работать и без этих предосторожностей, однако, здесь потребуется частая промывка трубки.

Видоизменение описанного выше колориметрического метода может служить для контроля над выхлопными газами камерных и башенных систем. Именно, здесь бывает иногда важно знать не столько численно концентрацию окислов азота в выхлопном газе, сколько их степень окисления, так как это может дать достаточные указания к регулировке процесса в сернокислотной системе. Для этого, не прибегая к помощи градуированных эталонов (или ограничиваясь наличием одного эталона, например, с 0,1% NO₂), протягивают исследуемый газ через трубку длиной 1 м, откуда он поступает в окислительный объем, в виде стеклянного сосуда соответствующей емкости. Здесь большая часть NO переходит в NO₂. Отсюда газ проходит по второй стеклянной трубке в 1 м, расположенной. рядом с первой.

Если в газе значительный избыток NO, газ во второй трубке будет значительно ярче окрашен, нежели в первой трубке. Если окислы азота в газе находятся наоборот в форме NO₂, интенсивность окраски останется прежней. Таким образом, сравнение интенсивностей окраски в этих трубках сразу дает представление о том, нормально ли идет процесс в сернокислотной системе и в каком направлении следует принимать меры к улучшению хода процесса.

Способ определения содержания в газах NO и NO₂ с применением колориметрического метода определения NO₂, отличающийся тем, что в исследуемой пробе сначала определяют по интенсивности окрашивания, сравнивая с эталонами, содержание NO₂, затем NO окисляют в NO₂ и вновь производят определение содержания NO₂ и по разности отсчетов находят содержание NO.