M. N. Musayev

NO+NO₂+(NH₂)₂CO-1%2 H₂O+CO₂+2Nj
SO₂+(NH₂)₂ CO + 2 ^0+1/2 O2 ->(NH₄)2 S0₄ +CO2

Azot oksidlarining karbamid bilan birikishi uch yo'nalishda bonshi mumkin.

Binnchi yo'nalishni quyidagi reaksiyalar bilan ko'rsatish mumkin:

2H^_-_NO__(NH2)2_CO+HOH--N2H_cooh_+_nh_3_->_nh'>NO+NO_2_+H_2_O_->_2_HO-NO__(NH2)_2_CO+HO-NO-»NH2_COOH+[NH_2_NO]->NH_2'>NO+NO₂+H₂O -> 2 HO-NO

(NH2)₂CO+HO-NO-»NH2 COOH+[NH₂NO]->NH₂COOH+H₂O+N2

NH₂ COOH+HO-NO->HOCOOH+[NH,NO-->2H₂O+CO2+ N₂

Ikkinchi yo'nalishga muvofiq oldin karbamidni ammoniy karbamatgacha gidrolizi sodir bo'ladi, keyin u azot kislotasi bilan birikadi:

NO+NO₂+H₂O->2H^_-NO

(NH2)2 CO+HOH--N2H cooh+nh₃->nh₂soonh₄

NH2 SOONH4+HO-NO-»NH₄NO2+NH₂cooh

NH4NO₂**> N₂+2H2O

NH₂ COOH+HOH^HOCOOH+NH₃->NO COO NH4

NO COONH₄+HO-NO»NH₄+NO₂+HOCOOH>2H₂O+CO₂+N₂

Uchmchi yo'nalishga muvofiq eritmaning tomchilari apparatning 185°C dan oshiqroq qizigan devorlariga urilganda suv tezda bug'lanadi, keyin suyuqlanadi (135°C) va karbamid parchalanib (>185°C) izotsianur kislotasi hosil bo'ladi. U ham azot oksidlari bilan reaksiyaga kirishadi:

(NH, ), CO> (nh₂ ), COj >^n5r> nh₄n = C = О

-■^85t'> HN = C = O+NH.

HN = C = O< >HO-C = N

NO + NO, +H,O » 2 HO -N = O

105

www.ziyouz.com kutubxonasi

НО-С = N + НО - N = О >[HO-C(OH) = N-N=O]

-» h₂o+co,+n,

NH.+HO-N = О ^>80(> H_aNO-N = О > 2H0 + N

Azot oksidlari karbamid bilan bir vaqtda barcha uch yo‘nalishi bo'yicha birikishi va har binning ulushi jarayonni o'tkazish sharoitlariga bog‘liq bo'lishi mumkin.

Tutun gazlarini azot oksidlaridan tozalash darajasining haroratga bog'liqligi 10.1-rasmda keltirilgan.

Ekvimol aralashma (a=50%) uchun tozalash darajasini haroratga bog'liqligini ko'rsatuvchi egri chiziq 50—55° С oraliqda minimumga ega bo'lib, u 50—60 % tozalash darajasini ko'rsatadi. NO₂ dan tozalashdagi egri chiziq sezilarsiz minimumga ega, NO dan tozalashda esa S-simon ko'rinishga ega. Eritmaning 80°C dan qaynash harorati oralig‘ida 1 va 2 egri chiziqlar birlashadi.

1. 
   rasm. Tutun gazlarini azot oksidlaridan tozalash darajasining turli oksidlanish darajasidagi (NC\a = [NO₂]/[NO+NO₂]) haroratga bog‘liqligi:
   

1. 
   A = 50 %; 2. A = 90 %; 3. A= 10 %.
   

Buni balki, harorat ko'tanlishi bilan gazlarni suyuqlikda erishi kamaysa kerak deb tushuntirish mumkindir. 60—70°C da kaibamidning ammoniy karbamatgacha gidrolizi sodir bo'ladi, u karbamitiga nisbatan HO-NO bilan oson birikadi. Bunda 80°C dan yuqori haroratda azot va suvga parchalanadigan ammoniy nitrit hosil bo'ladi. Azot monooksidi suvda yomon eriydi, lekin u karbamid bilan harorat ko'tarilganda parchalanadigan addukt hosil qilishi mumkin. 70—95°C

da adduktga bog‘langan karbamidni azot monooksidi bilan birikish tezligi uni karbamid va NO ga parchalanish tezligidan yuqori va tozalash darajasi 78 % gacha bo‘lishi mumkin.

Gazlarni tozalash darajasiga absorbsion eritmaning pHi sezilarli ta’sir ko‘rsatadi. Azot oksidlarini ekvimolk aralashmasida PH=5-9 bo‘lganda qoniqarli tozalash darajasiga (80 % dan oshiq), pH =5-6 bo‘lganda juda yaxshi tozalash darajasiga (95% oshiq) erishiladi. pH 5 dan kichik bo'lganda tozalash darajasining pasayishi HNO₂ ni kislotali muhitda parchalanishi bilan bog‘liq bo‘lishi mumkin, pH 9 dan ko‘p va harorat yuqon bo‘lganda karbamidni ammiak, uglerod dioksidi va suvgacha shiddatll ishqoriy gidrolizi ro‘y beradi. pN-5—9 oralig‘ida H⁺ ioni karbamidni ammoniy karbamatgacha gidroliziga ijobiy katalitik ta’sir ko‘rsatadi. Bundan tashqari, OH — ionlari kislotali gazlarni absorbsion eritmaga yaxshiroq yutllishiga sababchi bo‘ladi.

2. 
   rasm. Azot oksidlan oksidlanish darayisiiiing ularni tutun gazlaridan
   tozalash darajasiga bog‘Iiqligi.
   

Tozalashning asosiy ko‘rsatkichlandan biri — bu azot oksidlarining oksidlanish darajasidir. Karbamidni NO* bilan birikishi uni suvda erib azot nitrat kislotasini hosil bo'lishi bosqichi orqali o'tadi. Uni hosil bo‘lishi uchun NO va N0₂ ni ekvimolk nisbati talab etiladi, shuning uchun NO:NO₂ nisbati birga teng bo‘lganda, absorbsiya darajasi maksimal bo'ladi. Agar gazda faqat NO₂ bo‘lsa, unda eriganda HN0₃ va HNO2 kislotalan aralashmasi hosil bo'ladi, ya’ni NO2 ni faqat 50% i HNO2 ga aylanadi va u karbamid yordamida oson parchalanadi.

Azot monooksidi suvda deyarli erimaydi, lekm karbamid bilan yuqorida aytilganidek addukt hosil qiladi va N2, CO2 va H₂O ga 107

www.ziyouz.com kutubxonasi parchalanadi. Bunda gazdagi NO ning 15% i ushlab qolinadi. Aralashmada N0₂gazining ulushi yuqori bo‘lganda awalo NO va NO₂ ning ekvimolk aralashmasi yutiladi, keyin qolgan NO₂yutiladi. Agar N0₂konsentratsiyasi NO dan kam bo‘lsa, unda NO₂ning barcha miqdori NO bilan birga ekvimolk aralashma sifatida yutiladi, qolgan NO esa 15% dan yuqori bolmagan miqdorda yutiladi.

Bu 10.2-rasmda ham yaqqol ko‘zga tashlanadi. Ushbu bog‘liqlik statik sharoitlarda olingan, dinamik sharoitlarda esa u sal boshqa ko'rinishga ega bo'ladi, chunki absorbsiya jarayoniga gidrodinamik ahvol va kontakt vaqti ta’sir ko‘rsata boshlaydi.

Tutun gazlarini NO* dan tozalash darajasining karbamid konsentratsiyasiga bogliqligini o‘rganish shuni ko‘rsatadiki, karbamid konsentratsiyasi 40 g/1 bolganda azot oksidlaridan tozalash darajasi 95 % ga yetdi. Karbamid konsentratsiyasining keyinchalik oshishi tozalash darajasining qisman ko'tarilishiga, ya’ni 100 g/1 da 98 % bo'lishiga otib keldi. Karbamid konsentratsiyasi 5 g/1 bolganda tozalash darajasi 70% ni tashkil etadi. Konsentratsiyasi oshishi o‘z yolida molekulalarning fazalar chegarasidagi diffuziya tezligini oshishi bilan boglangan. Azot oksidlarining miqdori lg/m³ dan ko‘p bolganda ham tozalash darajasi ularning konsentratsiyasiga bog‘liq emasligi belgilangan va 98-99%ni tashkil etgan. NO* ni miqdori 40 dan 200 mg/m³ gacha o‘zgarganda tozalash darajasi 63 dan 95 % gacha ko‘tarilgan, keyinchalik uni 1000 mg/m3 gacha ko'tarilishi tozalash darajasini qisman 95 dan 98 % gacha ko‘tarilishiga olib kelgan. Balkim, bu gaz fazasida azot oksidlarining kam konsentratsiyasida diffuziya tezligining kamayishi bilan bog‘liq bolishi mumkin.

Tutun gazlarini azot oksidlaridan tozalashni 95%dan ko‘p bolishi uchun gazlar apparatda 0,5—1,5 s vaqt ichida turishi kerak. Turish vaqtining uzayishi tozalash darajasiga ko‘tarishiga olib keladi, lekin gazning kichik tezligida (0,2 m/sek) diffuzion qatlamning qalinligi oshishi bilan uning ko'rsatkichi kamayadi. Gazning katta tezligida tozalanmagan gazning o‘tib ketish hollari kuzatiladi. Suyuqlik septirishning kerakli zichligi lm3 gaz uchun 0,3 dan 1 1 gacha.

Oltingugurt dioksidini karbamid bilan birikishi (NH^ CO ni ammoniy karbamatgacha gidroliz bosqichi orqali boradi:

108

www.ziyouz.com kutubxonasi

10.3-rasmda tutun gazlanni SO, dan tozalash darajasining haroratga bog'liqligi keltirilgan.

Azot oksidlaridan tozalash kabi bu holda ham egri chiziqda 50-60 °C da minimum к o‘zga tashlanadi. 20 dan 55 °C gacha oraliqda oltingugurt dioksididan tozalash darajasi gazlarni suyuqlikda enshini kamayishi munosabati bilan kamayadi, haroratni 55 °C dan oshishi bilan jarayon samarasi ham ko‘tarila boshlaydi va 80 °C da 98% ga erishiladi.

Harorat 50 °C dan past bo‘lganda eritmada SO, ni erishi hisobiga sulfit ionlar hosil bo‘ladi, yuqori haroratda esa ularni aniqlashning iloji bo‘lmadi. Bunda oltingugurt dioksidi karbamid bilan addukt hosil qilishi mumkin, bu o‘z navbatida tozalash darajasining keskin ko‘tarilishiga olib keladi.

3. 
   rasra. Tutun gazlarini oltingugurt dioksididan tozalash darajasining
   haroratga bog‘Iiqligi.
   

Tutun gazlarini oltingugurt dioksididan tozalash darajasining haroratga bog‘liqligi harorat 80°C da SO₂ dan tozalash darajasi pH ni 6,5 dan 10 gacha o‘zgarishi bilan keskin ko‘tariladi. Vodorod ko‘rsatkichi pH 3 dan kam bolganda tozalash umuman ro‘y bermaydi. SO, ni absorbsiyasi jarayonida eritmaning pH ko‘rsatkichi 8 dan 5,5-6 gacha kamayadi va shu darajada uzoq vaqt ushlanadi. Jarayonga nisbatan yuqori haroratda olib borishiga eritma pH ini 8,5-8,7 gacha ko'tarilishiga olib keladi, bunda karbamidni sekinlikda ammiak ajralishi bilan parchalanishi ro‘y beradi. Demak, 70-95 °C haroratda karbamid eritmasi bufer ko‘rinishida bo'ladi.

Tozalash darajasini karbamid va oltingugurt dioksidi konsentratsiyalariga bog'liqligi azot oksidlarining tozalashdagi

109

www.ziyouz.com kutubxonasi ko'nnishiga ega bo'ladi. Karbamid konsentratsiyasining 5 dan 40 g/1 gacha o'zgarishi tozalash darajasini 82 dan 98% gacha ko‘tarilishiga olib keladi, 40—100 g/1 oraliqda esa deyarli o'zgarmaydi. SO₂ ning konsentratsiyasi 200 mg/m³ dan yuqori bo'lganda tozalash darajasi SO₂ ning konsentratsiyasiga bog'liq bo‘lmaydi.

Tutun gazlarini oltingugurt dioksididan tozalashda absorbsion eritmada ammoniy sulfati hosil bo'ladi. Izlanishlar shuni ko'rsatdiki, uni eritmada 350 g/1 miqdorgacha to'planishi tozalash darajasiga deyarli ta’sir ko'rsatmaydi. Ammoniy sulfatning 20 g/1 konsentratsiyasida tozalash darajasi 99% ni, 350g/l bo'lganda esa 95% ni tashkil etadi. Ammoniy sulfat miqdori 400 g/1 bo'lganda tozalash darajasining qisman kamayishi ro'y beradi, bu eritmaning fizik xususiyatlari o'zganshi bilan bog‘liqdiir zichlik va qovushqoqlik oshadi, bu eritmada diffuziya tezligini kamayishiga olib keladi.

Azot va oltingugurt oksidlarini karbamid bilan o'zaro reaksiyalan bilan birga ulami o'zaro reaksiyasi ham borishi mumkin pH=4,7—7 bo'lganda quyidagi reaksiyalar yuz beradi: