Кінетика хімічної нейтралізації хлору дрібнодисперсним потоком води з нейтралізатором

Лесько Андрій Сергійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0009-0003-2053-2362

Кулаков Олег Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-5236-1949

Катунін Альберт Миколайович

Харківський національний університет повітряних

сил імені Івана Кожедуба

http://orcid.org/0000-0003-2171-4558

Маладика Ігор Григорович

Черкаський державний технологічний університет

http://orcid.org/0000-0001-8784-2814

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-41-6

Ключові слова: дрібнодисперсний потік води, модель, рівнянням хімічної кінетики, хімічна нейтралізація, хімічний нейтралізатор, хлор

Анотація

Досліджена кінетика хімічної нейтралізації хлору при додаванні нейтралізаторів до дрібнодисперсного потоку води при осадженні. Показано, що активність хімічних нейтралізаторів, що можуть додаватися до дрібнодисперсного потоку води, є різною при хімічній реакції з хлором. Обґрунтовано доцільність для практичного використання хімічних нейтралізаторів хлору гідроксид натрію або гідроксид кальцію. На основі моделі нейтралізації хлору дрібнодисперсним потоком чистої води побудована математична модель нейтралізації хлору дрібнодисперсним потоком води з хімічним нейтралізатором. В основу моделі покладено припущення, що при хімічній нейтралізації хлору з дрібнодисперсним потоком води з нейтралізатором, швидкість хімічної реакції розраховується за стандартним рівнянням хімічної кінетики. Досліджена кінетика процесу хімічної нейтралізації хлору дрібнодисперсним потоком води з гідроксидом натрію. Додавання гідроксиду натрію до дрібнодисперсного потоку води веде до збільшення швидкості нейтралізації газоподібного хлору в усьому діапазоні зміни інтенсивності подачі дрібнодисперсного потоку води з нейтралізатором з динамікою, що є подібною випадку нейтралізації чистою водою. Інтенсивність подачі дрібнодисперсного потоку води з нейтралізатором гідроксид натрію доцільно обмежити величинами 1,5÷1,7 л/(с•м2). Збільшення концентрації нейтралізатору у воді веде до значного збільшення швидкості нейтралізації газоподібного хлору. При хімічній нейтралізації (осадженні) газоподібного хлору дрібнодисперсним потоком води з добавкою гідроксид натрію доцільно використання насичених розчинів. При інтенсивності 2,0 л/(с•м2) подачі дрібнодисперсного потоку та при концентрації 0,5 кг/кг гідроксиду натрію у воді швидкість нейтралізації газоподібного хлору збільшується на 90 %, а при концентрації 1,0 кг/кг – на 140 %.

Посилання

1. Toxic gas at Birmingham water treatment plant sends 55 workers to hospitals. URL: https://www.al.com/news/birmingham/2019/02/multiple-ambulances-called-in-hazmat-incident-at-birmingham-water-treatment-plant.html
2. Chlorine. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Chlorine
3. Pospelov B., Rybka E., Meleshchenko R., Borodych P., Gornostal S. Development of the method for rapid detection of hazardous atmospheric pollution of cities with the help of recurrence measures. Eastern-European Journal of Enterprise. 2019. Vol. 1. № 10(97). P. 29–35.
4. Yan X., Zhou Y., Diao H., Gu H., Li Y. Development of mathematical model for aerosol deposition under jet condition. Annals of Nuclear Energy. 2020. Vol. 142. P. 107394.
5. Kustov M. V., Melnychenko A. S., Taraduda D. V., Korogodska A. M. Research of the chlorine sorption processes when its deposition by water aerosol. Scientific journal «Materials Science Forum» Switzerland: Trans Tech Publications Ltd. 2021. Vol. 1038. P. 361–373.
6. Elperin T., Fominykh A., Krasovitov B., Vikhansky A. Effect of rain scavenging on altitudinal distribution of soluble gaseous pollutants in the atmosphere. Atmospheric Environment. 2011. Vol. 45. Issе. 14. P. 2427–2433.
7. Лесько А. С. Інтенсивність хімічної нейтралізації хлору при осадженні дрібнодисперсним рідинним потоком. Комунальне господарство міст. Серія: технічні науки та архітектура. 2024. Т. 6. Вип. 187. С. 278–283.
8. Wei L. Research on Countermeasures and Methods of Disposing Incidents of Hazardous Chemicals Reacting with Water. Procedia Engineering. 2011. Vol. 26. P. 2278–2286.
9. Hydrochloric acid. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrochloric_acid
10. Hypochlorous acid. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Hypochlorous_acid
11. Sander R. Compilation of Henry’s Law Constants for Inorganic and Organic Species of Potential Importance in Environmental Chemistry. Mainz: Max-Planck Institute of Chemistry, 1999. 107 p. URL: https://www.ready.noaa.gov /documents/TutorialX/files/Chem_henry.pdf

     12. Neutralisation of chlorine and sulphur dioxide. URL: https://www.i4t.pl/en/technologies/neutralisation-of-chlorine-and-sulphur-dioxide