> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Случае ниже зооо°

Случае ниже зооо°

Случае ниже 3000°, при которой процент окиси азота достигает всего 3,57%. Несоответствие между опытомъ Гдбера и термической теорией выступает вполне ясно и может быть устранено только при допущении участия самого разряда в процессе образования окиси азота.

На основании своих опытов Габер приходит к выводу, что электрический разряд пламенной дуги является главнейшей причиной образования окиси азота, что, напротив, слишком высокая температура вызывает более или менее значительный распад окиси азота, возникшей под влиянием разряда. Для возможно большого выхода окиси азота следует охлаждать пламенную дугу, чтобы уменьшить разложение.

Какие бы причины ни вызывали образование окиси азота в вольтовой дуге, для большого ея выхода нужно, чтобы воздух, прошедший через нее, быстрее затем мог охладиться. Это и достигается в печи Биркеланда и Эйде. Основанием их способа послужил следующий опыт Биркеланда.“ он поместилъ два электрода перпендикулярно к линии, соединяющей два полюса сильного электромагнита (25000 силовых линий), причем расстояние между электродами равнялось 2 миллим. Когда был пропущен постоянный ток силой в 2 ампера от динамомашииы въ 3000 вольт напряжения, то получился светящийся полукруг и послышался сильный шум на подобие свистка

г-вшдаш/—О—

Гис. 1.

глШШШг-ф-)

(смотрите рисунок 1). Изменяя силу электромагнита, можно изменять высоту тона свистка: чем сильнее электромагнит, тем выше ввук. Если пропустить переменный

Рисунок 2.

ток высокого напряжения, то пламя получается в виде тонкого диска, причем звук теряет характеръ свистка (смотрите рисунок 2), Вышеописанные опыты Бнркелан-да послужили основанием для технического способа получеиия окислов азота, разработапного совместно Биркеландом и Эйде.

Рисунок 3 представляет схематически устройство одной из печей Биркеланда и Эйде. Печь делается из железа, имеет в большинстве случаев форму плоского цилиндра, внутри покрытого шамотом. Выход азотной кислоты достигает максимум 60 граммов на ки-лоуатт-час. Опыт показал, что пламя, получаемое в печи таисои системы, обладает большой стойкостью. С помощью только одной пары электродов, представляющих две медных трубы в 1,5 сантиметра диаметром, охлаждаемых внутри током холодной воды и отстоящих друг от друга па 2 миллиметра, получается пламя в виде лиска в 1,8 метра диаметром. Это пламя находится в центральном пространстве печи, имею--щем всего только 8 сантиметров ширины, вся же печь высотою в 2 метра построена из огнеупорных материалов, скрепленных металлической обшивкой.

жанин 2,15% (объёмных) окиси азота в выходящих из печи газах. В подобного рода пфчи в течение года, считая мощность дуги в 186 килоуатт и 8500 рабочих часов (вместо 8760), можно получить около 6550 пуд азотной кислоты. # и

Прежде чем псрехоишь к рассмотрению дальнейших процессов, при помощи которых можно перейти от

Магнитная _катушка

Магнитный

Сердечникиыход окиси азота

Первая печь была иостроепа в июле 1903 года в Христиании на 3—4 кнлоуатта, или 5 лошадиных сил. Она питалась переменным током в 5000 вольт при 50 периодах в секунду, но уже в сентябре 1903 г. была построена новая печь на 10 килоуаттов, а затем опыты были перенесены в Вавтоёп, около Арфн-даля, где можно было пользоваться более могучимъ источником электричества, и, наконец, в Нотодден. Воздух, который служит для питания пламени, проникает сквозь боковия стенки, построенные из огнеупорного материала. Магнитное поле производится двумя большими электромагнитами, полюсы которых расположены с обеих сторон пламенной камеры и отстоятъ друг от друга на 10 сантим.

Опыты показали, что в печи Биркеланда и Эйде техническим путем почти достигнут предел возможного теоретического получения окиси азота. Газы, выходящие из печи, содержат 1—1% % окиси азота, что составит на 1 килоуатт - год (365X24 ч.) 500—600 кило азотной кислоты.

Успех печи Биркеланда и Эйде привлек внимание

ХИМИКОВb И ТСХНИКОВb Кb ЭГОМу ВОПРОСУ, И Вb HaCTOHj

щеф время взято много патентов на устройство печей для сожигания азота воздуха, причем оказалось, что можно получать хорошие выходы окиси азота в печах, действующих без участия магнитного поля. Подобнаго рода печи были предложены Паулингом, Ги, ПГенхер-ром (Баденской апилиповой и содовой фабрикой), Горбовым и Миткевичем и др.

Весьма проста конструкция печи А. И. Горбова и В. Ф. Миткевича. Между двумя полюсами (или тремя, если пользоваться трехфазпым током) образуется пламенная дуга (рисунок 4), которая током нагнетаемого воздуха раздувается и приобретает форму, показапную на рисунке. Верхняя часть дуги непосредственно соединяется с холодильником, охлаждаемым током воды. Печь Горбова и Миткевича была испытана пмн в электротехнической лаборатории Петерб. Политехпич. Инст. сперва в меньших размерах, а затем на Сестро-рецком ружейном заводе в размерах, приближающихся к заводским, а именно—на 250—300 килоуатт. Опыты показали, что она позволяет получать в среднем 68 граммов азотной кислоты на каждый килоуатт-час, горящий в вольтовой дуге, при среднем содерокиси азота до азотной кислоты, укажем, что на основании теоретических расчетов, основанных на том, что граммомолекула (30 гр.) окиси азота требует для своего образования затраты 21.000 калорий, приходятъ к выводу, что для получения килограмма азотной кислоты нужно затратить приблизительно 7.600.000 калорий, или 8,85 килоуатть-часов. Отсюда теоретически кило-уатт-час (1,36 лошад. силы) затраченной электрической энергия дает при сделанных предположенияхъ 113 граммов (100%) азотнойкислоты. Из вычислений видно, что главная часть этой энергии тратится непроизводительно на нагреваниф массы воздуха. Поэтому повышение процентного содержания окиси аэота увеличивает выход азотной кислоты. На практике выходы получаются значительно меньше и обычно не превышают 70 граммов, то есть около двух третей теоретического выхода.

Образование азотной кислотн из окиси азота происходит не прямо, а через ряд превращений. При высокой температуре окись азота не соединяется с кислородом, но когда температура падает до 620°, то происходит образование двуокиси азота но следующему уравнению: 2NO- - 0,±2иУ02. Когда температура воздуха с окислами азота достигнет приблизительно 150°, то вся окись азота, получившаяся в пламенной дуге, превращается в азотноватую окись NO%. Ниже 150° двуокись подвергается дальнейшему превращению по формуле: 2N0 N.Oit в результате которого образуетсяизвестное количество азотноватого ангидрида Таким образом при обыкновенной температуре получается смесь азотноватой окиси (N02) и азотноватого ангидрида (ИУ204). м

При пропускании такой смеси газов в воду получается как азотная, так и азотистая кислоты:

2N0 4- ЯО — Ш0г 4- НКОг и,В, (Вг 1U О=UNOи 4- HNOt.

По тогда как азотная кислота остается без изменения, азотистая кислота вследствие своей непрочности легко распадается с образованием азотной и окиси азота:

3 HNOt -- UNO j 4- 1L О 4- 2NO.

Такпм образом, из трех молекул азотистой кислоты только одна идет на образование азотной, тргда I как две освобождаются в виде окиси азота. Но в

шрисутствип свободного кислорода_ выделившаяся окись легко переходит в;ь азотноватый ангидрид, который опять реагирует с водою и так далее И при избытке кислорода в конце концов вся смесь азотноватой окиси ии азотноватого ангидрида может быть превращена въ азотную кислоту. Такой процесс и происходить при техническом полу чеши последней;

Поглощение азотноватой окиси и азотноватого ангидрида водою протекает до-известного предела. Когда концентрация азотпоии кислоты в растворе достигнетъ приблизительно 65 °/0, то дальнейшее поглощение окислов ужо прекращается.

Таким образом Норвежская компания может расоо“ лагать энергией в 300.000 лошад. сил. Но по здет“ ним сведениям число их должно быть повышено до

500.000 л. с. В настоящее время бывший водопадъ Rjukan исчез, ибо вода его направляется по 10 трубам, (смотрите рисунок 5) свыше метра диаметром каждая, в силовой станции (расположенной на 300 мртров ниже), и такимъ образом используется 120.000 дош. с. Отработавшая вода из—под турбин образует еще второй водопад, падая метров на 100 почти вертикально, а потом еще большее падение имеет русло р. Маана, бурлящей наподобие Терека по каменистому дожу; чтобы использо-

Техпически получается даже не 65%-пая азотная кислота: концентрация технически получаемой „воздушной61 азотной кислоты не превышают 50°/о. Д,ля получения более крепкой кислоты подвергают ое перегонке или другим процессам.

В присутствии.озона поглощение окислов азота молено вести значительно дальше и достигнуть весьма высокихъ концентраций азотной кислоты—до 90%.