CC BY
9
Сопротивление масляного фильтра из прессованной стружки (ДН) при толщине слоя 50 мм составляет 7,82 V2 мм водяного столба: где V — скорсть воздуха в лобовом сечении фильтра (в м/сек).
Для смачивания заполнителя фильтра с брикетами применяется обычное турбинное масло, не замерзающее при низкой температуре воздуха (—25°). Воздушная нагрузка на одну ячейку фильтра (500 X 500 мм) 1000 м3/час, что составляет 4000 м3/час на 1 м2 лобовой поверхности фильтра (рис. 2). При этом сопротивление чистого фильтра составляет 8,8 мм водяного столба.
Коэффициент очистки воздуха 80% по отношению к частицам более 5 ц. Продолжительность работы масляного фильтра из стружечных брикетов при его пылеемкости 500 г и концентрации атмосферной пыли 5 мг/м® при ежедневной работе фильтра в течение 8 часов составляет 1'/г месяца, а при двухсменной работе — около 18 дней.
Рис. 3. Масляный фильтр из стружечных брикетов.
I — сетка с крупными ячейками; 2 — сетка с мелкими ячейками: 3 — пористые брикеты из тонкой металлической стружки; 4 — резиновая прокладка.
В промышленности нашел применение масляный фильтр с размерами 500X1000Х Х50 мм (рис. 3). Согласно опытным данным, масляный фильтр Л НОТ не уступает по технологическим показателям фильтру «Дельбаг» (с кольцами). Фильтр из прессованной стальной стружки при достаточной эффективности обладает легким весом, прост в изготовлении и удобен в эксплуатации. Масляные фильтры этого типа внедрены в ряде предприятий.
Поступила 18/IX 1958 г.
-Й- -й- -¿Г
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАЛЫХ КОЛИЧЕСТВ ФТОРА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТИТАНХРОМОТРОПОВОГО РЕАКТИВА
К. П. Панин
Из Московской городской санитарно-эпидемиологической станции
Источником загрязнения атмосферного воздуха фтором является ряд производств. В выбросах этих предприятий имеются в основном фтористые газы (НР, Б^«) и пыль, содержащая фтористые соединения. При определенных условиях фтористые газы могут образовывать в атмосферном воздухе аэрозоль.
Наиболее распространенными методами определения неорганических соединений фтора в воздухе являются колориметрические. Но, несмотря на простоту их применения и другие положительные стороны, они при исследовании атмосферного воздуха имеют существенные недостатки, а именно малую чувствительность и недостаточную специфичность (железо-роданистый, цирконийализариновый, торийализариновый и др. методы).
Поэтому мы остановились на титанохромотроповом методе.
Экспериментально было изучено влияние наиболее распространенных в атмосферном воздухе анионов S042—, Cl—, SO32— на определение малых количеств фтора (0,3—2 у/мл) титанохромотроповым методом. В качестве растворов для составления шкал применялась бидистиллированная вода как поглотительный раствор для фтора при отборе проб атмосферного воздуха. В результате проведенной работы было выявлено, что на определение малых количеств фтора при содержании его 0,3—2 у в 1 мл исследуемого раствора или в половине пробы не влияли большие количества следующих ионов: S042— до 0,45 мг, CI— до 0.20 мг и SOV~ so 0.1С мг.
Данные количества анионов, не влияющих на определение фтора, являются большими по сравнению с количествами анионов, которые могут образоваться в растворах отобранных проб атмосферного воздуха Москвы даже при максимальной его загрязненности сернистым ангидридом.
На основании результатов проведенной работы по исследованию влияния примесей при определении фтора и литературных данных следует установить, что метод определения его с применением титанхромотропового реактива при обычном фоне загрязнения городского атмосферного воздуха может быть применен для определения малых количеств фтора в аспирационных пробах атмосферного воздуха без применения трудоемкой операции отделения фтора путем его отгонки.
Принцип микрометода определения фтора с применением титанхромотропового реактива заимствован из статьи А. К. Бабко. Фтор реагирует с титанхромотроповым соединением красного цвета и образует бесцветное устойчивое титанфторидное соединение. Последнее в зависимости от количественного его образования в исследуемом растворе соответственно ослабляет окраску раствора.
Определению фтора мешают катионы: Сг3 Mn2+-, Fe3 + B растворимых в воде солях минеральных кислот при концентрации более 10—1 м. и анион Сг04*— при концентрации более 10—4 м. Чувствительность метода 0,0003 мг в 1 мл исследуемого раствора. Точность метода 0,0003 мг.
Аппаратура: аспиратор электрический или водяной, поглотители Рыхтера малой модели (внутренние стенки поглотителей должны быть покрыты тонким слоем парафина); микроколориметрические пробирки с меткой 1 мл, диаметром 8 мм и высотой 100 м; пипетки на 1 мл с делением 0,01 мл и на 5 мл с делением 0,05 мл.
Составной реактив готовят по следующей прописи (табл. 1).
Таблица 1
Компонент
Молекулярный вес
На песка (в г)
Количество водного раствора (в мг>
Молярность раствора
Соотношение компонентов в реактиве (в ыл)
Сернокислый титан . . Хромотроповая кислота Буферная смесь . . . • Метиленовая синь . .
239,9 320,0
0,048 0,200
0,010
1 000 100
100
2-10—4 5-10—3
0.01%
000 100 200 40
Раствор сернокислого титана приготовляют следующим способом: 1 г ТЮг сплавляют с 20 г пиросернокислого натрия КагБгСЬ или калия K2S2O7 в платиновом тигле при температуре не выше 800° до получения прозрачного сплава.
ТЮ2 + 2K,S207 = Ti(S04)2 + 2K2S04.
При сплавлении не следует доводить сплав до сухого остатка.
Полученный сернокислый титан растворяют на холоду в 250 мл 5% H2S04. Раствор оставляют на следующий день, время от времени перемешивая жидкость, так как сплав медленно растворяется. Отфильтровывают сернокислый титан через бумажный фильтр. Раствор должен быть совершенно прозрачным. Титр его устанавливают весовым способом. Для этого пипеткой отбирают 3 пробы по 25 мл раствора в стаканы емкостью 100—150 мл, приливают по 5 мл 10% хлористого аммония, по 2 капли 0,1% метилоранжа и осторожно по каплям дают 25% аммиак до слабого запаха. При этом весь титан выпадает в виде хлопьев гидроокиси титана:
Ti(SO„), + 4NH4OH = Ti(OH)4 + 2(NH4)2S04.
Осадки фильтруют через беззольные фильтры, промывают 2% раствором азотнокислого аммония до удаления иона сульфата. Фильтры с осадками озоляют, прокаливают при температуре 1000—1100° и взвешивают в виде ТЮг, пользуются свежеприготовленным раствором хромотроповой кислоты (1,8-диоксинафталин, 3,6-дисульфоновая кислота). При приготовлении раствора хромотроповой кислоты пользуются сухим препаратом.
Сернокислый титан с хромотроповой кислотой дает титанхромотроповое соединение красного цвета.
Из монохлоруксусной кислоты готовят буферную смесь с рН 2,85 для избежания гидролиза раствора соли титана и получения более интенсивной окраски титан-хромотропового соединения. Буферную смесь готовят следующим способом. 1,89 г монохлоруксусной кислоты растворяют в 200 мл дистиллированной воды, получают 0,1 м. раствор и его оттитровывают наполовину 0,1 н. раствором ЫаОН. Получают примерно 300 мл буферной смеси, из них 200 мл приливают к 1000 мл раствора сернокислого титана. Метиленовая синь играет роль внутреннего светофильтра, повышая чувствительность реакции. Все реактивы готовят на бидистиллированной воде.
Все компоненты составного реактива смешивают в соотношении, указанном в табл. 1. Получается составной .реактив коричневого цвета. Составной реактив можно приготовлять и с меньшим количеством метиленовой сини и без сини. Составной реактив может сохраняться в темном месте в течение нескольких месяцев.
Стандартный раствор. Растворяют 0,0221 г дважды перекристаллизованного фтористого натрия — ЫаР в 100 мл бидистиллированной воды. 1 мл этого раствора содержит 0,1 мг иона фтора. Этот раствор разбавляют в 10 раз и получают стандартный раствор, 1 мл которого содержит 0,01 мг иона фтора. Растворы фтористого натрия хранят в парафинированных склянках.
Отбор проб. Для определения предельно допустимой максимальной разовой концентрации фтора, равной 0,03 мг/м», воздух в количестве 20 л со скоростью 2 л/мин протягивают через три поглотителя (третий контрольный) Рыхтера малой модели, наполненных по 2 мл бидистиллированной водой. Внутренняя поверхность поглотителей должна быть запарафинирована.
Ход анализа. Из поглотителей исследуемые растворы сливают в пробирки. Чтобы не иметь влияния кислот и щелочей на определение фтора, перед производством анализа рН исследуемого раствора должен быть равен рН поглотительного раствора — бидистиллированной воды. Для проверки равенства рН берут несколько капель исследуемого раствора и такое же количество бидистиллированной воды и вводят в них по одной капле индикатора метилоранжа или метилрот. Цвет растворов должен быть одинаковым. Если исследуемый раствор имеет кислотный характер, то он нейтрализуется до рН бидистиллированной воды 0,005 н. раствором КаОН. Для такой нейтрализации заранее узнается, какое количество 0,005 н. раствора ЫаОН нужно взять для определенного объема исследуемого раствора.
Приготовляют стандартную шкалу согласно табл. 2.
Таблица 2
№ пробирки 0 1 2 3 4 5 6 7
Количество стандартного раствора (в мл).........
Содержание Р— (в 1).....
Количество поглотительного раствора бидистиллированной
воды (в мл)........
Количество составного реактива (в мл) .........
0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18
0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8
0,97 0,94 0,91 0,88 0,85 0.82
По 0,5 мл
Цвет растворов в колориметрических пробирках стандартной шкалы изменяется от коричневого до голубого. При достаточной чистоте химических реактивов стандартная шкала устойчива в течение нескольких суток. Хранить ее следует в темном месте Для анализа из точно измеренных исследуемых растворов берут по 1 мл в колориметрические пробирки и туда же вносят по 0,5 мл составного реактива. Через 5 минут сравнивают окраску исследуемых растворов с окраской растворов в стандартной шкале на белом фоне.
Расчет: содержание Р в воздухе определяется по формуле:
а ■ 2 • 1000 ->
и. л.
где: а—количество Р.- определенное в 1 мл исследуемого раствора (в мг): 2 — количество исследуемого раствора в пробирке (в мл); Ун. л.— объем отобранного воздуха в пробе (в л) при нормальных условиях.
Микрометод с применением титанхромотропового Таблица 3
реактива был проверен на заданных концентрациях фтора. Результаты проверки приведены в табл. 3 и показали удовлетворительную сходимость.
Макро метод. Приготовление стандартной шкалы указано в табл. 4
Одновременно с приготовлением стандартной шкалы исследуемые растворы по 5 мл вносят в колориметрические пробирки и в них же вносят по 2,5 мл составного реактива. Через 5 минут сравнивают окраску исследуемых растворов с окраской стандартной шкалы на белом фоне.
Макрометод определения фтора с применением титанхромотропового реактива без отгонки фтора был применен нами при исследовании воздуха, отходящего от
электролизных ванн алюминиевого производства в Запорожье в 1953 г. во время сравнительных испытаний нескольких опытных газоочистительных установок.
Введено Определено
р-(в 7) И- (в •,)
0 0
0,3 0,45
0,6 0,6
0,9 0,9
1.2 1,2
1,5 1,5
1.8 1,5
2,1 1.8
Таблица 4
№ пробирки 0 1 2 3 4 5 6 7
Количество стандартного раствора (в мл) ......... Концентрация Р— (в -у) ... . Количество бидистиллирован-ной воды (в мл)...... 0 0 До 5 0,05 0.5 0.10 1,0 0,15 1,5 0,20 2,0 0,25 2,5 0,30 3.0 0.35 3,5
Количество ва (в мл)
составного реакти-
По 2,5 во все пробирки
Выводы
1. На основании экспериментальной работы установлено, что на определение малых количеств фтора при содержании его 0,3—2 у в 1 мл исследуемого раствора по методу с применением титанхромотропового реактива не оказывали заметного влияния большие количества ионов: БО«2—, БОз2—, С1— и влияли ионы: ЁеН- , Сг3+, Мп2+, СгО« 2— в растворимых в воде солях минеральных кислот в незначительных концентрациях 10—4—10—5 м.
2. Предложен разработанный микрометод определения содержания малых количеств фтора в аспирационных пробах атмосферного воздуха с применением титанхромотропового реактива без проведения трудоемкой операции отгонки его из исследуемых растворов при условии отсутствия мешающих соединений.
3. Предложенный микрометод определения фтора в воздухе имеет достаточную чувствительность 0,3 у в 1 мл исследуемого раствора, быстроту и простоту выполнения анализов, большую устойчивость окраски растворов стандартной шкалы; последняя устойчива в течение нескольких суток.
4. Указанный метод отбора проб воздуха пр>. помощи поглотителей Рыхтера «алой модели сокращает время отбора проб атмосферного воздуха до 10 минут.
ЛИТЕРАТУРА
Бабко А. К-, Ходулина П. В. Журн. аналитической химии, 1952, т. 7, в. 5, стр: 281. — Зенин А. А. Гидрохим. материалы Гидрохимического ин-та АН СССР. М., 1954, т. 22, стр. 129.— Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. Под ред. В. А. Рязанова. М., 1955, в. 2, стр. 64.
Поступила №/Х 7957 г.
А Л Й
