Експериментальний потенціал накипоутворення нагрітої води

The previously proposed mechanism of bicarbonate ions decomposition by the H-mechanism (with the formation of H+ and CO3 2-) or OH-mechanism (with the formation of OH- and CO2) is confirmed experimentally without and with heating water up to 190oC. The change decomposition mechanism depends on hardness, alkalinity and pH. The H-mechanism is observed at higher pH values (pH decreases) and the OH-mechanism is observed at lower values (pH increases) in particular solutions. The developed technique is based on the measurement of changing the pH (рНt) of the solution (at a fixed temperature of 15 to 25oC) after heating it to a given temperature (ranging from 40 to 190oC) and maintaining this temperature for at least 30 minutes. A decrease in the pH of the water after heating (рНt>0) indicates the formation of carbonate ions and the need for additional water treatment to reduce the hardness, alkalinity or pH. The greater the рНt, the greater the concentration of carbonate ions formed in water. If рНt is zero then this temperature can be used as a water quality index. This temperature is 86.4oC for tap water in Kyiv (pH 7.4). Measurement of рН in water meeting standards for water in German heating supply systems (pH 9.06, Hardness 45 mol/dm3 - 5 times less than in Ukraine) shows that such water is not scale-safe (рН150=0.15). The proposed technique will be able to replace the Langelier index (up to 90oC) and the carbonate index (up to 190oC) under the condition of systematic processing of experimental data obtained for the water of different compositions on its basis. This method can be used in addition to the expensive experimental method of dynamic tube blocking.Запропонований раніше механізм розпаду бікарбонат-іонів за Н-механізмом (з утворенням Н + і СО3 2-) або ОН-механізмом (з утворенням ОНі СО2) підтверджено експериментально з нагріванням води до 190oС. Зміна механізму розкладання залежить від твердості, лужності та pH. H-механізм спостерігається за більш високих значеннях pH (pH зменшується), а OH-механізм за нижчих значеннях (pH зростає). Розроблена методика заснована на вимірюванні зміни pH (рНt) розчину (за фіксованої температури від 15 до 25oC) після його нагрівання до заданої температури (від 40 до 190oC) і підтримці цієї температури не менше 30 хвилин. Зниження рН води після нагрівання (рНt>0) свідчить про утворення карбонатних іонів і про необхідність додаткової обробки води, що знижує твердість, лужність або рН. Чим більше рНt, тим більша концентрація карбонатних іонів, що утворюються у воді. Якщо рНt дорівнює нулю, то цю температуру можна використовувати як показник якості води. Для водопровідної води в Києві ця температура становить 86,4oC (pH 7,4). Вимірювання рН у воді, що відповідає нормам для води в німецьких системах теплопостачання (рН 9,06; твердість 45 мкмоль/дм3 – у 5 разів менша, ніж в Україні), показує, що така вода не є накипобезпечною (рН150=0,15). Запропонована методика зможе замінити індекс Ланжельє (до 90oC) і карбонатний індекс (до 190oC) за умови систематичної обробки експериментальних даних, отриманих для води різного складу на її основі. Цей метод можна використовувати як доповнення до дорогого експериментального методу динамічного блокування трубок

The Kinetic Parameters of the Smoke Gases Purification Process From Carbon Monoxide on A Zeolite-based Manganese Oxide Catalyst

A modified MnO2 clinoptillolite was obtained by using the available zeolite rock from the Sokyrnytsia deposit (Khust district of the Zakarpattia region, Ukraine) using a simple technique of mixing solutions containing separately Mn2+ and MnO4-. It was determined that the total manganese content in the air-dry modified thermally untreated clinoptyllolite was 11.42 mg/g, which is 1.8 % in terms of MnO2.Structural characteristics, namely, the pore size distribution and specific surface area as the main basic characteristics of the catalyst, were studied, which were obtained from the isotherms of low-temperature nitrogen adsorption-desorption. These studies are necessary to determine the limiting stage of CO oxidation.It has been determined that the kinetics of the oxidation process is described by a first-order equation. Based on the obtained characteristics of the catalyst, the kinetic parameters of the process were calculated, namely, the effective and true rate constants and the activation energy, which is 31 kJ/mol. It has been proved that the oxidation reaction of carbon monoxide on an oxide-manganese catalyst proceeds in the intra-diffusion mode. This makes it possible, using the criterion dependences, namely, the Carberry criterion, which is less than 0.05, to assert that the reaction is not limited by the diffusion of CO from the gas stream to the outer surface of the catalyst. It is shown that the transport of carbon monoxide molecules inside the catalyst granules proceeds in the Knudsen regime.The obtained scientific result in the form of a kinetic description of the catalytic oxidation of carbon monoxide with atmospheric oxygen on a manganese oxide catalyst based on zeolite is interesting from a theoretical point of view. From a practical point of view, the calculated kinetic parameters of this process make it possible to calculate a catalytic CO oxidation reacto