CC BY
6
УДК 614.72:634.0.867-074:543.869
И. Н. Кириллова, Л. В. Кондакова, Ю. К. Шапошников
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ
ДРЕВЕСНЫХ СМОЛ
На лесохимических предприятиях при нагревании древесной смолы при повышенной температуре (выше 100°) получают масла и понизитель вязкости.
Качественная и количественная характеристика газовых выбросов смолоперегонных производств не проводится вовсе или проводится по отдельным компонентам, что не дает общего представления об их составе. Поэтому мы ставили своей целью разработать методы анализа и исследовать состав газовых выбросов смолоперегонного производства и производства понизителя вязкости.
Отбор проб газовых выбросов проведен в ксилол (можно применить и другой ароматический бесцветный углерод) для последующего фотометрического определения масел. Для изучения группового состава (Ю. Ю. Лурье и А. И. Рыбникова), а также внутригруппового газохромато-графического анализа был отобран конденсат газовых выбросов.
Фотометрическое определение масел в газовых выбросах. Парогазовые выбросы протягивали через 2 последовательно соединенных поглотителя Зайцева, заполненных 10 мл ксилола каждый. Скорость отбора дыма 0,2—0,5 л/мин, объем аспирированного газа 8—15 л. Место отбора — воздушные трубы аппаратов на разных стадиях производственного процесса. Ксилольные растворы из обоих поглотителей анализировали отдельно. Количество масел определяли колориметрическим методом, основанным на сравнении окраски ксилольного раствора масел, поглощенных из парогазовых выбросов, с окраской стандартных ксилольных растворов, приготовленных из масел, используемых в производственном процессе.
Основной стандартный раствор концентрации 10,50 мг/мл готовили растворением навески масел в ксилоле. Разбавляя основной стандартный раствор чистым ксилолом, готовили из него рабочие стандартные растворы. Содержание масел определяли с помощью электрофотоколориметра ФЭК-56 в кювете толщиной 1 см при длине волны 540 нм. Данные для построения калибровочного графика приведены в табл. 1.
По величине оптической плотности анализируемых растворов и соответствующему графику находили концентрацию масел в исследуемых растворах. Концентрацию масел в парогазовых выбросах рассчитывали по формуле:
с-умооо
" — 1/ • »о
где X — концентрация масел в парогазовых выбросах или воздухе (в мг/м3); С — концентрация анализируемого ксилольного раствора (в мг/мл); V — количество анализируемого ксилольного раствора (в мл);
Таблица ]
Стандартная шкала для определения масел
№ 0 1 2 3 4 б
С (в мг/мл) 0,00 0,50 3,00 5,50 8,00 10,5
О 0,00! 0,35 0,210 0,408 0,530 0,69
У0 — объем парогазовых выбросов или воздуха, аспирируемого через поглотители с ксилолом (в л).
Оказывается, что примерно98,5% масел поглощается в первом поглотителе и 1,5% — во втором. Следовательно, 2 поглотителей вполне достаточно для предотвращения проскока масел и 100% эффективности отбора проб из паровоздушной смеси. Чувствительность метода 0,5 мг/мл, относительная ошибка не превышает ±5%.
По данной методике найдено, что на разных стадиях смолоразгон-ки в атмосферу от аппаратов выделяется от 1,6 до 31,5 г масел в 1 м3. Методику можно рекомендовать для экспресс-анализа масел в газовых выбросах смолоперегонного производства и других производств, где в качестве сырья используют древесную смолу.
Групповой и газохроматографический анализ конденсата газовых выбросов. Конденсаты газовых выбросов смолоперегонного производства и синтеза понизителя вязкости получали прохождением выбросных газов через 3 стеклянных ловушки, которые представляют собой ловушки Зайцева, но больших размеров: их высота 25 см, диаметр 3 см и диаметр внутренней трубки 1 см. Газовые выбросы аспирировали со скоростью 2 л/мин. Температура, при которой проходила конденсация компонентов газовых выбросов, составляла —15°. В качестве хладоагента применяли смесь поваренной соли со льдом (1 : 3). Конденсат представляет собой бесцветный водный раствор органических веществ парогазовых выбросов с частично нерастворимыми желтыми капельками масел. Основная масса водного конденсата собиралась в первой ловушке, поэтому во избежание замораживания конденсата в ней и прекращения аспирации она зачастую помещалась при комнатной температуре. Этого было достаточно, чтобы избежать возможного проскока конденсата при объеме аспирированных парогазовых выбросов 0,5 м3.
Таким образом, эффективность отбора из паровоздушной смеси конденсируемых органических веществ масел и воды при выбранных условиях является стопроцентной. Полученный конденсат подвергали групповому химическому анализу.
Результаты группового анализа конденсатов смолоперегонного производства и производства понизителя вязкости представлены в табл. 2.
Выделенные при групповом химическом анализе группы фенолов, кислот, оснований и нейтральных соединений анализировали методом газожнд-костной хроматографии. Условия газохроматографнческого анализа группы нейтральных соединений: прибор «Цвет-4», длина колонки 2 м, температура колонки 60°, скорость потока газа-носителя 40 мл/мин, сорбент — 10% ПЭГ 15 000 на целите 545. Условия газохроматографнческого анализа группы основных соединений; прибор «Цвет-4», длина колонки 2 м, сорбент — 10% твина-65 на детергенте «Новатор», температура колонки 60°, скорость потока азота 72 мл/мин. Условия анализа группы органических кислот: прибор «Цвбт-4», длина колонки 1 м, сорбент — 10% диоктилсеба-цината +2,5% себациновой кислоты на целнте-545, температура колонки 120°, скорость потока азота 35 мл/мин. В данной группе идентифицированы уксусная, пропионовая, изомасляная, изовалериановая, валериановая, изокапроновая, капроновая и изоэнантовая кислоты.
Условия газохроматографнческого анализа фенольной части конденсата: прибор «Цвет-4», длина колонкн 3 м, сорбент — 15% силиконового
Таблица 2
Групповой состав конденсатов газовых выбросов, выделяющихся из аппаратов в атмосферу
Концентрация (в г/м»)
Группа веществ в смоло-перегонном производстве в производстве понизителя вязкости
Кислоты 0,32 48,5
Фенолы 0,24 58,0
Нейтральные основные 0,50 210,0
(амины) 0,01 36,0
масла ПФМС-4 на хромосорбе W, скорость потока азота 35 мл/мнн, температура колонки 200°. В составе данной группы обнаружены фенол, крезо-лы, гваяколы, 2,6-диметоксифенолы и др.
Основные вещества состоят из аминов (триэтиламин, бутиламин, ди-пропилами, пиридин) и других веществ. В нейтральной части определены альдегиды Сх—С9, кетоны С4—Се, спирты Сх—С4, сложные эфиры и другие вещества.
Таким образом, газовые выбросы смолоперегонного производства и получения понизителя вязкости состоят из многочисленных веществ феноль-ного, кислого, нейтрального и основного характера. Газовые выбросы можно очищать от основного количества органических веществ методом конденсации с последующим отстаиванием масел и отделением их от воды. В конденсате находится около 96—99% воды. После конденсации и разделения воды и масел последние можно использовать в производстве, а воду перерабатывать совместно со сточными водами. Выполнение этих мероприятий позволит значительно снизить концентрацию вредных веществ в газовых выбросах.
ЛИТЕРАТУРА. Лурье Ю. Ю., Рыбникова А. И. Химический анализ производственных сточных вод. М., 1963.
Поступила 28/1V 1975 г.
УДК 614.73-074
О. С. Андреева
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИНОНА В ВОЗДУХЕ В ПРИСУТСТВИИ ДРУГИХ ЭМАНАЦИЙ
При переработке радиоактивных руд с целью получения редкоземельных элементов возникает необходимость измерения различных эманаций, в частности актинона (Ап219). Методы определения актинона в литературе освещены недостаточно. Так, В. И. Баранов излагает принцип исследования короткоживущих эманаций с помощью ионизационных камер. Однако использование ионизационного метода для установления актинона в воздухе рабочих помещений весьма затруднено при наличии значительного у-фона в помещениях за счет перерабатываемых продуктов и отходов.
Недостаточность сведений о методах анализа актинона в воздухе рабочих помещений может быть объяснима отсутствием в течение ряда лет указаний о допустимых концентрациях актинона в воздухе. В 1970 г. в СССР впервые в нормативы по радиационной безопасности (НРБ-69) были включены сведения среднегодовой допустимой концентрации (СДК) актинона в воздухе, равной 3 -10— 9 Ки/л, и годовом предельно допустимом поступлении (ПДП) его в организм, составляющем 7,5-103 мкк/г.
Ввиду изложенного, а также с учетом значительной радиационной опасности актинона и его дочерних продуктов становится очевидной необходимость разработки доступного метода определения этого вещества в воздухе рабочих помещений. Как показала практика, важное значение имеет и исследование актинона при совместном нахождении его в воздухе с тороном и радоном, например при переработке руд и концентратов редкоземельных элементов, содержащих все 3 радиоактивных ряда (актиноурана, тория и урана). Исходя из этого, мы использовали метод измерения актинона в воздухе рабочих помещений с помощью сцинтилляционной камеры, который по сравнению с ионизационным методом имеет ряд преимуществ; в частности, отмечается отсутствие влияния 7-фона, более высокая чувствительность и меньшее влияние влаги воздуха.
При разработке метода нами использован выпускаемый промышленностью прибор «Тисс» с датчиком «ТИ». Сцинтилляционный элемент этой установки изготовлен в виде сферы с помощью пресс-формы из куска плек-
