Дипломная работа: Моделирование газофазных процессов, протекающих при гетерогенно-каталитическом восстановлении оксидов азота

Таблица 3.

Физико-химические свойства оксидов азота [3].

Параметр	NO Оксид азота	NO2 Диоксид азота	N2O Оксид диазота
Относительная молекулярная масса	30,006	46,008	44,012
Плотность при 200С, г/м3	1,340	1,491	1,9778
Мольный объем при нормальных условиях, л	22,388	22,37	22,25
Цвет	Бесцветен	Красно-бурый	Бесцветен
Критическая температура, 0С	-92,9	158,2	36,45
Критическое давление, МПа	6,335	9,807	7,254
Температура при 0,1013 МПа, 0С: кипения плавления	-152,8 -163,8	21,15 -11,2	-89 -91
Ср, Дж/(моль*К)	29,86	37,18	38,63
Н0обр, Дж/(моль*К)	91,69	34,2	81,6
S0298 Дж/(моль*К)	210,64	240,06	219,90

Как следует из таблицы 3, все три оксида даже при парциальном давлении 0,1013 МПа (в дымовых газах парциальное давление на три порядка меньше) и температуре более 220С находятся в газообразном состоянии. Оксид диазота и оксид азота – бесцветные, а диоксид азота окрашен в коричнево-красный цвет. Именно его присутствие в отходящих газах придает им красно-коричневое окрашивание. Оксид и диоксид азота обладают парамагнитными свойствами.

Оксид азота и оксид диазота растворяются в воде без химического взаимодействия с ней, наименее растворим оксид азота. Его растворимость примерно равна растворимости воздуха. Оксид диазота растворяется в воде в количестве на полтора порядка больше. При растворении диоксида азота образуются азотистая и азотная кислоты [3].

Данные, представленные в таблице 4, соотнесены к парциальному давлению NO 0,1013 МПа. В дымовом газе это давление в 1000 раз меньше. Следовательно, в соответствие с законом Генри, растворимость газа в 1м3 воды при 200С составит не более 0,047 л (63 мг).

Таблица 4.

Растворимость оксидов азота в воде при различных температурах [3].

Вещество	А*103 при 0,1013 МПа, м3/м3
	Температура, 0С
	0	10	20	40	60	80
Оксид диазота	1300	-	630	-	-	-
Оксид азота	73,81	57,09	47,06	35,07	29,54	27,0

Все оксиды азота проявляют резко выраженные окислительные свойства, восстанавливаясь до азота, а в ряде случаев до гидроксиламина и аммиака.

Жидкофазное восстановление окиси диазота протекает в растворах H2SO4 до азота, в присутствии катионов Sn (II) – до гидроксиламина, а Ti (III) – до аммиака. Оксид азота в кислых растворах восстанавливается ионами Сr (II) до гидроксиламина, а в нейтральных – до аммиака.

Газофазное восстановление оксидов азота типичными реагентами-восстановителями (H2, CO, NH3, CH4) и другими органическими соединениями протекает необратимо при температурах 300-1500 К. Применение катализаторов значительно снижает температуру реакции до 250-5000С. Процесс восстановления оксидов азота, протекающий в присутствии кислорода называют селективным [3].

Токсическое воздействие оксидов азота на организм человека.

При сгорании топлив выбрасываются в основном NO и NO2, которые суммарно обозначаются как NOx. Поскольку NO уже при комнатной температуре относительно легко окисляется кислородом до NO2, их влияние оценивают совместно. Кроме того, большинство методик измерения концентраций оксидов азота в газах сводится к определению NO2, для чего другие оксиды дополнительно окисляют, а суммарную концентрацию NOx приводят в расчете на NO2.