Бош и Габер тАУ положительные и отрицательные моменты научной деятельности
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?т 10 тыс. до 15 тыс. В и силой от 1 до 0,001 А Одновременно в установке горело 250-300 электрических дуг. Несмотря на различные технические усовершенствования этого способа, добиться экономичного выхода азотной кислоты не удалось. Общество, располагавшее капиталом в 1млн. долл., прекратило свое существование в 1904г.
Первую промышленную установку для получения азотной кислоты по способу фиксации азота воздуха в электрической дуге построили норвежские ученые - профессор физики X. Биркеланд и инженер С. Эйде. Биркеланд предложил оригинальное решение, которое дало возможность придать электрической дуге растянутую по окружности форму, что чрезвычайно повысило эффективность окисления азота. Это решение он заимствовал из давно известного свойства вольтовой други отклоняться в магнитном поле от ее начального положения. В процессе работы установки дуга растягивается до тех пор, пока не порвется и не заменится новой. Такое прерывание и возникновение новой дуги в зависимости от условий может происходить iастотой от нескольких сот до 1000 раз в секунду. При соответствующей силе тока дуга, принимая форму сплошного и очень тонкого диска, достигала диаметра 1-2 м. Преимущество дискообразной дуги - возможность получать более высокую температуру и быстро охлаждать получаемый продукт.
Работы по практической разработке способа Биркеланд и Эйде начали в 1903 г. в небольшой опытной лаборатории (в Христиании), оборудованной аппаратом мощностью всего в 3 л. с. После этого опыты были переведены в созданную норвежским электрохимическим обществом новую лабораторию, в которой применяли установку мощностью 10-20 л. с. В процессе расширения работы в Анкерлокене был построен опытный завод небольшой мощности (150 л. с.) и вслед за ним завод в Васмоэне на 1 тыс. л. с.
На основе успешных опытно-промышленных испытаний изобретений Биркеланда и Эйде в 1905 г. было построено большое предприятие для производства воздушной селитры в Ноттодене мощностью 2500 л.с. В 1907 г. промышленное общество по эксплуатации рассматриваемого способа построило завод в Свельгфосе на 40 тыс. и в 1910 г.- в Руканфосе на 140 тыс, л. с. Электроэнергию для снабжения созданных заводов подавали с электростанций, построенных на водопадах Тин-Эльф, Свельгфос.
Ноттоденский завод состоял из четырех корпусов, в которых соответственно располагались отделения: электрических печей с находящимися при них башнями для окисления окиси азота; поглотительных башен для получения азотной кислоты; переработки азотной кислоты в кальциевую селит-РУ> укупорки и склада готовой продукции. Завод был обурудован 4 печами но 500-700 кВт каждая. Они были включены в цепь трехфазного генератора мощностью 2 тыс. кВт и напряжением 5 тыс. В.
Печь была снабжена двумя медными полыми электродами, охлаждаемыми во время работы циркулирующей в них водой. Снаружи печь имела вид огромного плоского цилиндра, в центре которого в горизонтальной плоскости расположен массивный электромагнит, опирающийся на две подставки. Корпус печи - железный с шамотной набивкой, в которой были предусмотрены каналы. Через них проходил и подогревался воздух, подаваемый в печь вентилятором. Через печь прогонялось до 25 м3 воздуха в минуту. В процессе сжигания азота из печи выходила смесь воздуха с двумя объемными процентами окиси азота при температуре 1000 С. Для дальнейшей переработки окиси азота в двуокись воздушную смесь охлаждали, нагревая паровые котлы. Полученный пар использовали для выпаривания растворов конечного продукта - кальциевой селитры. Для дальнейшего охлаждения воздушную смесь пропускали еще через несколько холодильников и с температурой около 50С подавали в окислительную башню, где ее скорость значительно снижалась и большая часть окиси азота, соединяясь с кислородом, переходила в двуокись. Из окислительной башни газы направлялись в поглотительные гранитные башни, наполненные кусками кварца, орошаемые сверху водой. Здесь двуокись азота растворялась с образованием азотной и азотистой кислот, которая вследствие продолжающегося процесса окисления постепенно переходила в азотную кислоту. Стекающий вниз раствор вновь направляли в верхнюю часть поглотительной башни, где в процессе насыщения двуокисью азота повышалась его концентрация.
Установка Биркеланда и Эйде позволяла поглощать до 95% всех образующихся окислов азота и превращать их в 50%-ную азотную кислоту.
На конечной стадии газы промывались известковым молоком (гидрат окиси кальция), которое нейтрализовало последние остатки непоглощенной водою двуокиси азота.
Полученную азотную кислоту в Норвегии обрабатывали известняком (карбонат кальция) и превращали таким образом в кальциевую или воздушную селитру. Упаренным до известной крепости раствором селитры наполняли железные бочки, где он застывал.
В результате усиленного развития в Норвегии способа Биркеланда и Эйде эта страна начала вывозить на внешний рынок воздушную селитру. Ее экспорт составил, т: 1905 г.- 115,14; 1906 г.- 588,68; 1907 г.- 1343,83. В 1912 г. в Норвегии суммарная мощность гидроэлектрических установок, обслуживающих предприятия, производящие азотную кислоту из воздуха, составляла 400 тыс. л. с.
Способ фиксации азота воздуха в вольтовой дуге был использован в Германии на Баденской анилиновой и содовой фабрике. Здесь применяли электрическую печь, разработанную в 1905 г. Шенхерром и Гессбергером. Отличие этой печи состояло в том, что в ней использовали обычную вольтову Дугу. Она была заключена в железную трубу, через ?/p>