ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

160 

 

Table 1 shows that the contents of exhaust gases (CO, SO

2

, NO

2

) is much greater than their 

maximum allowable concentration in atmospheric air. 

Therefore,  in  this  work  we  examined  and  evaluated  various  options  of  alternative 

technologies  of  joint  production  of  carbon  dioxide,  sulfuric  acid,  nitrogen  and  ammonia  from 

pollutants  (SO

2

,  NO

2

,  NO,  CO),  contained  in  exhaust  gases  of  TPP  [2].  The  stoichiometric 

equations  of  their  formation  are  shown  in  Figure  1.  The  essence  of  utilization  is  to  obtain 

mentioned products from exhaust gases of TPP as a result of hydrogenation reaction with steam 

in presence of catalyst. 

 

Figure 1 – Schematic diagram of utilization of exhaust gases into sulfuric acid (step I), 

carbon dioxide (step II) and ammonia (step III) 

 

As  shown  in  Figure  1,  at  first  step  at  oxidation  of  sulfur  dioxide  by  nitrogen  dioxide  at 

presence of water sulfuric acid forms. 

It  should  be  noted  that  the  presented  equations,  despite  their  simplicity,  require  thorough 

research beforehand in laboratory and then enlarged - in production testing. 

In [3,4] a catalytic solution was developed. It consists from immobilized catalyst FeCl

3

 on 

polyethyleneimine and allows to clean exhaust gases of boiler houses and diesels of drilling rigs 

from  the  most  harmful  gases  (SO

2

,  NO,  NO

2

,  CO)  in  a  wide  range  of  concentrations  of  gases. 

Similar  catalyst  was  used  for  purification  process  of  exhaust  gases  of  TPP  from  sulfurous 

compounds. Preliminary studies were carried out: in emulsifier a certain amount of the catalyst 

solution was placed, and a gas mixture passed through it at a rate of 1 m

3

/h. 

Sulfur dioxide at  the reactor inlet  and after purification was determined quantitatively by 

iodometric method. The aqueous solution after absorption of exhaust gases was separated from 

catalytic solution  by  TBP and analyzed for the  major components (SO

2

  and sulfuric acid). The 

results of these studies are presented in Table 2. 

To  remove  the  reaction  product  (sulfuric  acid)  a  two-phase  system  was  used,  where  in 

aqueous  solution  of  catalyst  tributylphosphate  was  added.  Good  extraction  properties  of  the 

system “water – TBP” promotes their low mutual solubility (3.4 g/l of TBP in water and 64 g/l of 

water  in  TBP)  [5].  Using  of  system  “TBP  –  water”  (1:  3)  allows  to  extract  catalyst  and 

modifying additives in active form, and 95% of oxidation products remain in the free phase. 

 

Table 2 - Results of catalytic purification of exhaust gases of TPP from SO

2

 

The composition of the catalyst 

solution, mol/l 

Content of SO

2

, mg/m

3

 

Result of 

cleaning of gas 

mixture, % 

FeCl

3

 

polyethyleneimine 

(CH

2



CH

2



N



) 

before cleaning  

after cleaning  

0.5·10

-3 

2.3·10

-3

 

1511 

200 

87 

1.0·10

-3

 

2.3·10

-3

 

1511 

150 

90 

2.0·10

-3

 

2.3·10

-3

 

1511 

120 

92 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

161 

 

1.0·10

-3

 

1.15·10

-3

 

1511 

215 

85 

1.0·10

-3

 

4.6·10

-3

 

1511 

170 

88 

1.0·10

-3

 

9.2·10

-3

 

1511 

130 

91 

Analyses,  carried  out  after  the  cleaning  of  gas  mixture,  showed  that  aqueous  solution  of 

sulfuric acid with a concentration of 65-70% was obtained, purification of the gas mixture from 

sulfur  dioxide  is  85-92%.  Carrying  out  of  repeated  tests  in  order  to  establish  activity  of  test 

catalyst showed that after multiple experiments of gas purification from sulfur dioxide according 

to the proposed method, the activity of catalyst did not change. 

Thus,  the  usage  of  an  effective  metal-polymer  catalyst  for  purifying  of  exhaust  gases  of 

TPP allows to utilize sulfur dioxide, while its oxidation to sulfuric acid. 

 

4. Conclusions 

Different  options  of  alternative  technology  of  joint  ways  to  get  carbon  dioxide,  sulfuric 

acid, nitrogen and ammonia from the exhaust gases of TPP were analyzed and evaluated. 

A technology of purification of exhaust gases of TPP from sulfurous compounds by low-

temperature  liquid-phase  oxidation  at  highly-effective  iron-immobilized  catalysts  with 

simultaneous  separation  of the product  (sulfuric  acid) from the reaction zone and separation of 

the catalyst solution was developed. 

The  optimal  composition  of  the  catalyst  at  carrying  out  of  hydration  reaction  with  water 

vapor in the presence of a catalyst (iron oxide with effective additive), allowing to obtain sulfuric 

acid, was found. 

Developed    technological  scheme  significantly  simplifies  the  process  of  production  of 

sulfuric acid at a sufficiently high concentration (70%). Moreover there is no need to carry out a 

contact  oxidation  of  SO

3

  to  SO

2

  at  high  temperature.  Sulphuric  acid  is  formed  directly  in  the 

catalytic solution and then separated due to the developed methods. 

 

References 

 

1.

 

Пономаренко  О.И.,  Бейсембаева  Л.К.,  Танашева  М.Р.,  Шыныбекова  Г. 

Экологохимические  проблемы  утилизации  газовых  выбросов  топливно-энергетических 

предприятий  //  Материалы  международной  конференции  «Актуальные  проблемы 

экологии и природопользования». –  Москва, 2013. – С. 225-229. 

2.

 

Бейсембаева  Л.К.,  Пономаренко  О.И.,  Шыныбекова  Г.С.,  Танашева  М.Р. 

Способы  утилизации  отходящих  газов  ТЭЦ  в  полноценные  вторичные  продукты  // 

Материалы Международного симпозиума «Современные проблемы высшего образования 

и науки в области химии и химической инженерии. – Алматы, 2013. – С. 180-182. 

3.

 

Габдулбариева А.Е. Низкотемпературное жидкофазное окисление диоксида серы 

кислородом  на  железо-иммобилизованных  катализаторах.  Диссертация  на  соискание 

ученой степени кандидата химических наук. –Алматы, 1999. – С. 143 

4.

 

Шакиева  Т.В.  Окисление  сульфита  натрия  кислородом  в  присутствии 

закрепленных на полиэтиленимин комплексов кобальта, никеля и железа. Диссертация на 

соискание ученой степени кандидата химических наук.– Алматы, 2001. – С. 136 

5.

 

Мазуренко Е.А. Справочник об экстракции. – Киев: Техника, 1972. – 460 с. 

 

References 

 

1.

 

Ponomarenko  OI,  Beisembayeva  LK,  Tanasheva  MR,  Shynybekova  G  (2013) 

Ecological  problems  of  utilization  of  gas  emissions  of  fuel  and  energy  enterprises 

[EHkologohimicheskie  problemy  utilizacii  gazovyh  vybrosov  toplivno-ehnergeticheskih 

predpriyatij].  Materials  of  International  conference  “Actual  problems  of  ecology  and 

environmental management”, Moscow, Russia. P.225-229. (in Russian) 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

162 

 

2.

 

Beisembayeva  LK,  Ponomarenko  OI,  Shynybekova  GS,  Tanasheva  MR  (2013) 

Methods  of  utilization  of  exhaust  gases  of  TPP  in  full  secondary  products  [Sposoby  utilizacii 

othodyashchih  gazov  TEHC  v  polnocennye  vtorichnye  produkty].  Materials  of  International 

symposium  “Modern  problems  of  higher  education  and  research  in  the  field  of  chemistry  and 

chemical engineering”, Almaty, Kazakhstan. P. 180-182. (in Russian) 

3.

 

Gabdulbarieva  AE  (1999)  Low  temperature  liquid  phase  oxygen  oxidation  of  sulfur 

dioxide  on  iron-immobilized  catalysts  [Nizkotemperaturnoe  zhidkofaznoe  okislenie  dioksida 

sery  kislorodom  na  zhelezo-immobilizovannyh  katalizatorah].  Dissertation  for  Candidate  of 

Chemical Science Degree, Almaty, Kazakhstan. P. 143 

4.

 

Shakiev TV (2001) Oxidation of sodium sulfite by oxygen in presence of complexes of 

cobalt,  nickel  and  iron  attached  to  polyethyleneimine  [Okislenie  sul'fita  natriya  kislorodom  v 

prisutstvii zakreplennyh na poliehtilenimin kompleksov kobal'ta, nikelya i zheleza]. Dissertation 

for Candidate of Chemical Science Degree, Almaty, Kazakhstan. P. 136 

5.

 

Mazurenko  EA  (1972)  Handbook  of  extraction  [Spravochnik  ob  ehkstrakcii], 

Technique, Kiew, Ukraine. (in Russian).  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

163 

 

UDC 556.114 

 

1

Romanova S.M.*, 

2

Kazangapova N.B., 

1

Ponomarenko O.I., 

1

Matveyeva I.V. 

 

1

al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 

2

Seifullin Kazakh Agro Technical University, Astana, Kazakhstan 

 

*E-mail: Sofya.Romanova@kaznu.kz 

 

Hydrochemistry of lake Kopa (Kokshetau town) 

 

Batyrbek  Achmetovich  Beremzhanov  was  truly  great  for  several  reasons.  As  a  young 

scientist at the age of 23 until his last days, he was engaged in scientific problems, which are of 

great  importance  for  the  development  of  the  economy  of  Kazakhstan.  He  was  also  the  first 

hydrochemist  of  republic.  He  developed  the  theory  of  continental  salt  formation,  which  helps 

professionals in the field of chemistry of natural waters to deal with their problems. 

Continental  lakes  of  Kazakhstan,  including  Lake  Kopa  accumulate  in  them  river, 

groundwater and atmospheric waters. At the confluence of them with each other and with waters 

of  lakes,  there  is  not  only  a  simple  physical  mixing  process,  but  there  are  metamorphic 

processes,  which  lead  to  the  formation  of  the  modern  salt  composition  and  quality  of  the  lake 

water.  Wind  mixing  of  water  masses  and  their  oxygen  saturation,  longshore  movement  of 

sediment,  their  flotation  (attrition,  segregation),  and  the  saturation  of  waters  by  colloidal-clay 

substances,  processes  in  system  "water-bottom  sediments" play  an important  role in  process  of 

formation of chemical composition of natural waters. 

Keywords: quality of natural waters, main ions, index of pollution of waters 

 

1

Романова С.М.*, 

2

Казангапова Н.Б., 

1

Пономаренко О.И., 

1

Матвеева И.В. 

 

1

Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан 

2

Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина, г. Астана, Казахстан 

 

Гидрохимия озера Копа (г. Кокшетау) 

 

Имя  Батырбека  Ахметовича  Беремжанова  по  праву  можно  назвать  великим  в  силу 

нескольких причин. Будучи молодым ученым в возрасте 23 лет до последних своих дней 

он  одновременно  с  педагогической  деятельностью  занимался  научными  проблемами, 

имеющими  большое  значение  для  развития  народного  хозяйства  Казахстана.  Он  был  и 

первым  гидрохимиком  республики.  Разработанная  им  теория  континентального 

солеобразования  помогает  специалистам  в  области  химии  природных  вод  разобраться  с 

возникшими проблемами. 

Континентальные озера Казахстана, в том числе озеро Копа собирают в себе речные, 

подземные  и  атмосферные  воды.  При  слиянии  их  между  собой  и  с  водой  самих  озёр 

происходит  не  простой  физический  процесс  смешения,  а  имеют  место  процессы 

метаморфизации,  которые  приводят  к  формированию  современного  солевого  состава  и 

качества  воды  озер.  В  процессах  формирования  химического  состава  природных  вод 

большую роль играют ветровое перемешивание водных масс и насыщение их кислородом; 

вдольбереговое  перемещение  наносов,  их  флотация  (истирание,  сегрегация),  а  также 

насыщение  воды  коллоидно-глинистыми  веществами,  процессы  в  системе  "вода-донные 

отложения". 

Ключевые слова: качество природной воды, основные ионы, индекс загрязненности 

воды 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

164 

 

1

Романова С.М.*, 

2

Казангапова Н.Б., 

1

Пономаренко О.И., 

1

Матвеева И.В. 

 

1

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ, Казахстан 

2

С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті, Астана қ, Казахстан 

 

Қопа көлінің гидрохимиясы (Көкшетау қаласы) 

 

Батырбек Ахметұлы Бірімжановты ұлы, мықты адам деп айтудың бірнеше себептері 

бар. Болашағы зор  не бары 23 жасында ол бір жағынан педегогикалық бағытта айналысса 

ғылыми  мәселелерді  көтеріп,  Қазақстандағы  халық  шаруашылығына.  Ол  республиканың 

алғашқы  гидрохимик.  Оның  жасап  кеткен   тұздың  түзілу  континентальдығына  арналған 

теориясы табиғи сулар химиясы саласындағы үлкен мәселелерді шешуге ықпал етуде. 

Қопа  көліне  атмосферадағы,  жер  асты  және  өзен  сулары  қосылып  Қазақстанның 

континентальді  көлдерінің  біріне  қосылып  отыр.  Қосылған  сулар  мен  өзен-көл  сулары 

араласып,  жай  емес  физикалық  әрекеттесу  кесірінен,  метаморфизация  процессінен  көл 

суының құрамы мен құбылысы өзгеріп отыр. Соның салдарынан судың химиялық құрамы 

өзгеріп,   олардың  әрекетесуіне  қатты  соққан  жел  ықпал  етеді,   флотация  (ұсақталу, 

айырылу)   салдарынан   қанық  шайқалған  су  балшықты-коллоидты  қосылысқа  айналып, 

«сулы-үйінділер» пайда болуда.  

Түйін сөздер: табиғи судың сапасы, негізгі иондар, судың ластану индексі 

 

1. Introduction 

Natural systems, including lakes, in response to anthropogenic pressures react ambiguously 

and  show  some  level  of  resistance  to  different  types  of  impacts,  as  well  as  the  ability  to  have 

different  relaxation, which ultimately changes trend of the evolutionary development of natural 

complexes.  Reservation  of  Lake  Kopa  in  the  modern  state  for  the  needs  of  the  developing 

national  economy  is  becoming  more  problematic.  Reducing  of  the  level  of  Lake  Kopa,  an 

increase  in  salt  content  and  deterioration  of  water  quality  led  to  degradation  of  the  natural 

environment  and  made  it  difficult  to  use  lake  as  a  water  source.  For  a  long  time  the  lake  is 

influenced by anthropogenic pressures. Nowadays these ecologic problems are of already region-

wide [1-2]

.

    In addition, the water of the lake Kopa is  an environment,  where there  are certain 

hydro-chemical  processes  affecting  hydroecology  of  natural  -  economical  system.  The  basic 

approach to their study are the ideas of ecosystem integrity and universality of the relationships 

in  the  natural  and  natural-technical  complexes.  Therefore,  research  on  the  identification  of 

hydro-ecological  consequences  of human impact in  the pools of water bodies on the basis of a 

comprehensive study of the conditions of the functioning of the natural and economic system are 

of current interest.  

The study of natural water quality is one of the primary issues of science "water security" 

as  shown  in  [3].  The  problem  of  the  quantity  and  quality  of  waters  of  Lake  Kopa  became 

engaged  recently  in  connection  with  the  forthcoming  use  of  lakes  water  for  drinking  human 

settlements. Scientific hydrochemical studies lakes have not been conducted previously. 

The  aim  of  study  is  to  identify  hydro-ecological  effects  of  human  impact  on  Lake  Kopa. 

The practical value of the work lies in the possibility of developing of scientific-based guidelines 

and  measures  for  the  evaluation  and  improvement  of  the  environmental  situation  of  the  lake 

Kopa  in  conditions  of  its  level  fluctuations.  This  study  allowed  to  obtain  the  current 

understanding of the composition and quality of the water of Kopa Lake.  

жүктеу/скачать 31,15 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: