И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 288
Текст из файла (страница 288)
зависимости коэф. поверхностного натяжения Т н коэф. активности (термодннамнческой) в р-ре. ФактоРом очистки наз. величинУ СгогСг — отношение начальной (С;о) н конечной (С;) концентраций 1-го растворенного в-ва в р-ре. Фактор очистки связан с велнчннамн а н Гв„, соотношением: Сго Ггг„го Уо — =1+ — )п —, С, С, У' где Уо У вЂ” соотв, начальный н конечный объемы р-ра, Под степенью извлечения (в 54) понимают отношение С, — С, а = 100. На результат П.с, влияют: !) факторы, определяющие равновесное распределение компонентов между р-ром н поверхностным слоем, †поверхностн активность компонента, т-ра, концентрацня р-ра, концентрац. зависимость коэф, активности; 2) факторы, влияющие на скорость распределення компонентов между р-ром н поверхностным слоем в стацнонарных условиях, †разме пузырьков, распределенне нх по размерам в р-ре, газосодержанне р-ра, высота столба р-ра н пены, величина возврата части продукта, полученного разрушением пены.
898 454 ПЕННАЯ Поверхностную активность 1-го компонента в р-ре карактеризуют производной от поверхностного натяжения по молярной доле х, этого компонента-дтудхм Чем она выше, тем больше различие в составах поверхностного слоя и р-ра. Т. к. при выделении ианогенных или амфолитиык ПАВ на их поверхностную активность влияет рН, то результат П.с. может зависеть от РН. Однако возможен и др.
механизм действия рН на П.с. Повышение т-ры в отсутствие хим. р-ций обычно снижает эффективность П.с., т.к. способствует равномерному рас. пределению в-ва в пространстве, снижает поверхностную вязкость и устойчивость пены. Существует верхний и (часто) нижний пределы концепт. раций выделяемого посредством П.с. в-ва. Верх. предел обусловлен возможностью создания развитой пов-сти раздела фаз газ-жидкостзм а в случае выделения ПАВ с помощью адсорбцни на этой пои-сти-процессом мицеллообразования. Положение ниж. конпентрац, гранины применимости П.с.
определяется поверхностноя активностью в.и в области малых концентрацяй и устойчивостью пены, к.рая при уменьшении концентрации ПАВ снижается, Дисперсносхь газовой фазы влияет на П.сп т.к. от нее зависит время контакта пузырьков с р-ром и уд. пов-сть контакта фаз. Для П.с. благоприятно уменьшение размеров пузырьков. С ростом величяны отношения расходов газа б и р-ра б(а следовательно, и газосодержания) фактор очистки Сэоу'Сз растет сначала быстро, при больших 6Д,рост СзоуСз сильно замедляется. Рост высоты я диаметра столба пены увеличивает время дренажа пены (истечение жидкости из жидкостных прослоек в пене цод действием внеш.
силовых полей) и приводит к возрастанию концентрации продукта, содержащегося в пене. Применение возврата в аппарат для П.с. части пенного продукта улучшает разделение и позволяет при расуете таких аппаратов использовать методы расчета ректифнкац, колонн. Пенные аппараты. Установки для П.с. состоят из одной или нескольких (в случае многоступенчатых установок) однотипных ячеек для разделения смеси. Принципиальная схема ячейки для П.с. обычно включает узлы, показанные на рис. 1.
Осн. узел ячейки-разделит. аппарат 1, в к-ром контактируют потоки газа и жилкой смеси. В резервуаре 2 находится исходная смесь, в резервуаре 3-р-р реактивов, используемых прн разделении (они обеспечивают переход выделяемых в-в в поверхностный слой и удержание остальных в-в в р-ре, а тишке образование устойчивой иены).
Узел 4-источник газа. В пределах этого узла газ проходит очистку и насыщение парами обрабатываемого р-ра. В узле 5 происходит обработка пены-ее дренаж и разрушение с целью получения концентрата выделяемого в-ва, Часто узел 5 объединен с аппаратом !. Оставшаяся после обработки часть смеся в виде потока г поступает в сборник 6 или в след, ступень очистки. Исходная смесь может вводиться в аппарат 1 либо непосредственно, либо после смешения с потоком к.-л. реактива (поток н'). Последний вариант применяют в случае, когда прн разделении используют медленные хим. р-ции. Потоков и м.б, несколько: р-ры пенообразователя, комплексообразователя, к-ты, щелочи или осадителя.
Поток образующейся пены г и поток д, возникаюпгий в результате естеств. дренажа или принудит. разрушения пены, могут протекать вне или внутри аппарата !. Для иром. практики обычно применяют установки непрерывного действия. Установки м.б. без возврата и с возвратом части пенного продукта (в виде потока д, рнс. 1), Применение возврата позволяет повысить концентрацию отбираемого пенного продукта. Одноступенчатые установки для П. с. (процесс проводят в одну стадию) состоят из одной элементарной ячейки типа, показанного на рис.
1. Многоступенчатые установки (для многостадийных процессов) состоят из песк. элементарных ячеек. В иих многократной обработке подвергают либо пенный продукт первой ячейки, либо выходящий нз нее р-р в зависимости от того, что хотят получить-концентрат ценной примеси или очищенный от 399 рне Ь Прннпзмиальная схема ячейки для псиной сепврвппн: З - распалит, аппарат; 2-ремрвуар лля но»аллой смс. св; 3 — резервуар дла р-ра реактивов; егнстосзмк таза; 5-уепюйстао лл» отстаивании н разруомнна псин; 6 сборник лла обработанной смеси. По. токи а-зпз; б-неводная смесь; е, е'-ррах реактивов; с-пена; д-возврат; с- обработанва» смесь; эи -пса»и й продукт.
примеси р-р. Возможно и сочетание в одной установке обоих процессов. В установках для П. с. применяют след. методы созданяя газовой дисперсии: барботажный-путем барботажа газа через пористые пластинки, системы капилляров или отдельные капилляры; механический-образование пузырьков достигается мех. воздействием на жидкость (напр., в результате ее интенсивного перемешивания); компрессионный — путем пересыщения жидкости газом под давлением с послед. дегазапией; электрохимический-образование газовой дисперсии происходит в результате электролиза р-ра.
В даб. условиях чаще всего используют барботажный метод, в промышленных — обычно остальные. Мех. метод прост технически, но ие обеспечивает хорошей очистки вследствие низкой дисперсности. Пересыщение жидкости газом под давлением эффективно при выделении коллоидных и грубодисперсных частиц, на цов-сти к-рых выделяются пузырьки газа из пересыщ. р-ра. Достояпства электролитич. установок — их простота, возможность управлять размером пузырьков, изменяя потенциал на электроде, возможность получать системы с высокой днсперсностью газовых пузырьков.
Осн. недостаток этих установок — загрязнение обрабатываемых р-ров гидроксидами металлов, образующимися при растворении электродов. При необходимости регулируемого возврата пенного продукта в аппарат (напр., при выделении радиоактивных нли ценных зтементов из разб. р-ров) используют колонные аппараты (рис.
2). Если же цель процесса — очистка стока, то регулируемый возврат не требуется и используют аппараты типа ванны (рис. 3). таз рнс 2. Прем. установка для пенной сепараоии с разделит. аппаратом «олопното типа: 1-ввод нс«олзай смеси: 3- ввод газа; 3-барботср; Е - вмвол обрабо~анной :кндкостиз У. отстойник пени; б«мвод пенной нидкости В колонне исходную смесь вводят противотоком по отношению к газу либо в жидкость, либо в пену.
Из разрушителя пены пенный продукт удаляется полностью или частично. В последнем случае часть продукта возвращают в колонну. При работе с ванной исходная смесь вводится через патрубок 1, а выходит из патрубка 4. Газ поступает в ванну через барботеры 3. Образующаяся пена удаляется (газом или скребками) в сборник пены, а затем в отстойник 5. Разрушение стойкой пены производят периодическим впрыскиванием псногасятеля.
Для снижения турбулентности и увеличения времени контакта газа с жидкостью вдоль потока пузырьков и поперек потока жидкости устанавливают вертикальные пластины. 900 рпс, 3, уша«окка лла псп«оа са«кра««п с раме.аы. а «»разом з «па а,зпаы: ~ аас» «скол«оа спаса, 2 -саа.з ~аз«, 3 барбатеры; 4-аыаоэ обработкам« мпдксстп; 5 отстав««к пепы; б аыаад пенно« мплкасз а. В пневмомех. флотац. машине (рнс.
4) диспергированне газа в камере осуществляют путем вращения ротора с конич. аэратором. В компрессионной установке для П.с. Рпс. 4. Сыча о«с«максе«. фэета- 4 н«се~о« ч епаьг е-камера, 2- «о«пчсскп« парэ~ар, 3- от«тор; 4-эагрзэачпь В :«слаб; 5- патрубок дэа вывоза оч«ее«ноя ыад. «оста. б- е««ыв мелов. (рис.
5) исходный р-р из емкости 1 подается на очистку насосом 2 в камеры 4 многокамерного аппарата для П. с, В камере насыщения 7 происходит насыщение очященного р-ра рабочим газом, к-рый начинает вследствие снижения давления самопроизвольно десорбнроваться после поступления р-ра через аэраторы 5 в камеры аппарата 4. Рпс. 5. Схема мпагокамерпо« коч г ': еоа уста«о«а даа пеп«оа оскар шпа; с ем«ешь «саад«ого р.ра... е -» чы.
з ~ а.грач клон. 4 флоып, камеры, 5-«эра~ары, 7-камера «мыше«»ч. э —:ш(сьсчап, О-«слов дла песка«ма пролушаа. Лаб. установки (чаще периоднч. действия) для П.с. состоят из таких типовых узлов, как разделит. аппарат, узел подачи газа в аппарат, сборник н разрчшпель пены. Л«юг Руса«о« Д И., Лес«чек С а . жарок В т., Покер«постное разлеле«пе ае мста. Теор«к и методы, Л. соз! и.в, ч,г ПЕНОПЛАСТЫ (вспененные или ячеистые пластмассы, газонаполненные полимеры), компознп. материалы с каркасом (матрицей) из полимерных пленок. образ ющих стенки и ребра ячеек (пор), заполненных газом (проны. воздухом). Последние могут иметь сферич., эллиптич.. полнздрич.
нлн др. форму. По фнз. структуре П. аналогичны древесине, искусств. н натуральной коже, туфам, пористым керамич. и т.п. материалам. Объемное соотношение газовой и полимерной фаз в П. составляет обычно от 30:1 до 1:1О. Вспененные пластмассы, содержащие пренм. автономные (звкрытые) ячейки, наз. собственно П. (замкнутоячеистые ПЕНОПЛАСТЫ 455 П.), в отличие от поропластов-материалов, в к-рых преобладают сообщающиеся (открытые) ячейки илн тупиковые капилляры-поры (открытопористые П.). Типнчньтс представители замкнутояченсты«П.— пластики с полым сферич.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
