Способ приготовления смеси воздуха с двуокисью азота

1 ц 878738 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Ссниал-стических ресоублнк(51) М. Кл.зС 01 В 21,20 ГосУдаРственный комитет (23) Н,цо,ц,СССР по делагл изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 07.11.81(71) Заявитель Днепропетровский отдел по разработке контрольно-измерительной аппаратуры Всесоюзного научно-исследовательского Фститута горноспасательного дела(54) СПОСОБ ПИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ ВОЗДУХА С ДВУОКИСЬЮ АЗОТАИзобретение относится к области получения газовых смесей химическим способом в динамическом режиме и может быть использовано в различных отраслях промышленности, преимущественно химической, для приготовления смесей воздуха с низкими концентрациями двуокиси азота.Известен способ получения смеси воздуха с двуокисью азота, основанный на диффузии двуокиси азота через капиллярную трубку в поток воздуха 1.Недостатком известного способа является применение жидкой двуокиси азота в качестве исходного компонента, технология получения которой достаточно сложна.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления смеси воздуха с двуокисью азота путем испарения жидких окислов азота и диффузию их через капиллярцую трубку в поток воздуха 2),Недостатком известного способа получения смеси двуокиси азота с воздухом является сложность способа и низкий уровень безопасности в связи с применением жидких окислов в качестве исходного вещества для получения газообразной двуокиси азота.Жидкие окислы ядовиты и агрессивны. Заполнение ими установки должно производиться с большими предосторожностями, хранение сопряжено с определенными трудностями. Испарение при наливах и разливах жидких окислов азота создает высокие и опасные концентрации окислов азота в воздухеКроме того, скорость подачи двуокисиазота в поток воздуха недостаточно равномерна.10 Целью изобретения является упрощениепроцесса и повышение его безопасности,Цель достигается тем, что по описываемому способу приготовления смеси воздуха с двуокисью азота путем насыщения 1 воздуха газообразной двуокисью азота, насыщение осуществляют путем пропускания воздуха над смесью азотнокислого натрия и буферного фосфатно-цитратного раствора с рН 3 - 6 и последующим доокислением 20 образовавшейся окиси азота в смеси вдвуокись.Способ получения газовых смесей с низкими концентрациями двуокиси азота заключается в равномерном разложении 25 азотцстокнслого натрия в кислой среде спостоянной величиной рН с образованием окиси и двуокиси азота, обогащении потока воздуха окислами азота и окислении окиси азота кислородом воздуха до двуд 0 окиси азота. Обеспечение равномернойскорости разложения соли и равномерного878738 Изд. Уа 592 Заказ 451/7 Тираж 634 Поди явное Сапунова, 2 Типография,пр. 3генерирования окислов азота в поок воздуха осущссгвляется с помощью буферногораствора, в когором растворяют павескуазотистокислого натрия.При постоянной концентрации азотистокислого натрия, температуре и величинерН концентрацию двуокиси азота в воздухе регулируют скоростью воздуха,С понижением значения вели пзпы рНраствора азотистокислого натрия ниже 3,0скорость разложения соли увеличивается,концентрация ее в растворе резко уменьшается, что в свою очередь вызываетуменьшение скорости ее разложения. Вэтом случае концентрация двуокиси азотав воздухе с течением времени резко изменяется в сторону снижения, Таким образом, при рН ниже 3,0 концентрация двуокиси азота в воздухе практически нерсгулируема,При величине рН среды, приближающейся к нейтральной (прп р 11) 6), скоростьразложения азотистокислого натрия уменьшается и заданная концентрация двуокисиазота в воздухе не достигается даже привысоких концентрациях азотистокислогонатрия.Установка получения смеси состоит избаллона с газом-носителем (воздухом), редуктора с манометром, реометра с капилляром, реактора, окислителя.Готовят раствор азотистокислого натрия.Для этого азотистокислый натрий растворяют в буферном растворе с известноп величиной рН,Раствор помещают в реактор, представляющий собой склянку типа промывалки.Отверстие сосуда закрывают стекляннойпритертой пробкой с двумя отводами,Газ-носитель из баллона через редуктори реометр поступает в реактор через отвод, переходящий в трубку внутри реактора. Конец трубки находится на 0,5 -1,0 см над поверхностью раствора. Газ-носитель выходит из трубки, омывая поверхность азотистокислого натрия, обогащается окислами азота и через второй отводвыходит из реактора, поступает в окислитель, где окись азота доокисляется кислородом воздуха до двуокиси азота,Окислитель представляет собой стеклянный сухой полый сосуд, емкость которогообеспечивает нахождение смеси в нем, достаточное для полного окисления окисиазота в двуокись азота. Через 30 минпосле пуска установки процесс динамического получения смеси воздуха с двуокисьюазота стабилизируется и концентрацияокислов в смеси становится постоянной втечение нескольких суток.Равномерная скорость образования окислов азота обеспечивается постоянством рНсреды нитритного раствора, который готовят на буферном растворе с известной ве 1 О 15 0 30 35 40 45 50 го 00 4, Оп 1 Н. Скопгсть образовдя окислов азогд .зависит ог концентрации азогистокпслого натрия, величины рН раствораи температуры реакционной массы.Концентрация двуокиси азота в воздухезависит, кроме того, от скорости воздуха,При начальной концентрации ХО в смеси 0,1 об. % через один час она уменьшится па 0,0005 об. о/о и составит 0,0995; в течение рабочего дгя она уменьшится на 4 Я,относительных и составит 0,096 об, %,Погрешность анализа газовой смеси насодержание р 02 колориметрическим методом составляет -10% относительных. Прп0,1% абсолютная погрешность равна=- 0,01 об /о.Следовательно, в течение 20 ч погрешность приготовления смеси будет по величине меньшс погрешности анализа этоймссп.ак как замена реакционной массы дляпо.уеппя смеси воздуха с ХО, являетсяструдосмкой и безопасной операцией, тоет еобходпмостз менять сс рске, чемодп раз в смену.Нзке приведены даные дализа по концентрации г 02 в смеси с воздухом, получаемой в течение дня из одной и той жереакционной массы, об. -з:1 ч 0062 5 ч 00622 ч 0064 6 ч 0,0643 ч 0062 7 ч 00584 ч 0,066 8 ч 0060Изобретение позволяет повысить безопасность получения газовых смесей воздухас окислами азота и упростить способ ихполучения, так как исключается стадиясжпжения окислов азота и их применение.В Днепропетровском отделе ВНИИгорноспасательного дела предложенный способ применен для полуения смесей воздуха с окислами азота при разработке прибора для определения окислов азота врудничной атмосфере,Формула изобретенияСпособ приготовления смеси воздуха сдвуокисью азота путем насыщения воздухагазообразной двуокисью азота, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его безопасности, насыщение осуществляют путем пропусканиявоздуха над смесью азотнокислого натрияи буферного фосфатно-цитратного растворас р 11 3 - 6 и последующего доокисленияобразовавшейся окиси азота в смеси вдвуокись.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Борок М, Т. Приборостроение, Хо 4,1960, с, 26.2. Дайлидович Н, Л, Диффузионный метод приготовления паровоздушных смесей,МХП СССР, ОКБЛ Северодонецк, 1967,с. 16 - 20, рис. 4 - 5 (прототип),