Химия онлайн
ПЕННАЯ СЕПАРАЦИЯ

ПЕННАЯ СЕПАРАЦИЯ (пенное разделение), метод поверхностного разделения жидких гомог. систем или коллоидных р-ров на обогащенные фракции или чистые компоненты путем непрерывного удаления из разделяемой системы искусственно созданной пены, состав к-рой отличается от состава объемной фазы. Для создания пены через разделяемую систему непрерывно пропускают пузырьки инертного газа, чаще всего - воздуха или азота. Эффект разделения достигается в результате неодинаковой способности молекул компонентов системы к адсорбции на границе раздела жидкость - газ, вследствие чего составы объемной фазы и поверхностных слоев различаются. В поверхностных слоях сосредоточиваются компоненты, обеспечивающие наим. своб. энергию системы и, следовательно, наиб. понижение поверхностного натяжения.

По технологический признаку П. с. делят на флотацию ионов и молекул и флотацию дисперсий (см. Флотация). Принципиальное различие между ними состоит в том, что при флотации ионов и молекул имеются две фазы: р-р и пузырьки газа, а при флотации дисперсий-три: пузырьки газа, мелкие твердые частицы и жидкий р-р. Возможна также классификация П. с. по выделяемым объектам: выделение ионов электролитов (напр., выделение с применением ПАВ неорг. ионов из очень разб. р-ров с целью извлечения металлов или очистки воды от хим. и радиоактивных загрязнений); выделение ПАВ (напр., при разделении очень близких по строению ПАВ, таких, как додецилсульфат и додецилбензолсульфонат Na, при очистке от ПАВ пром. и бытовых стоков); выделение орг. B-B с низкой мол. массой (напр., с целью очистки воды); выделение орг. B-B с большой мол. массой (напр., разделение р-ров белков); микрофлотация коллоидных частиц и микроорганизмов (напр., с целью очистки стоков от вредных в-в).

Поскольку при П. с. от исходной системы отделяют ее часть, образующую жидкую прослойку пены, на П. с. влияют обычные характеристики пены: кратность пены l, уд. поверхность пены а, средний размер ячеек пены а. Их определяют из след, выражений:

Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-15.jpg

где Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-16.jpg, Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-17.jpg-соотв. объемы пены и ее жидкой фракции, A-площадь пов-сти всех ячеек пены, f-фактор формы ячеек пены. С этими величинами связаны осн. характеристики эффективности процесса П. С.-коэффициент распределения, фактор очистки и степень извлечения.

коэффициент распределения (или отношение обогащения) равен отношению Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-18.jpg , где Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-19.jpg и Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-20.jpg-соотв. молярная концентрация i-го растворенного в-ва в пене и в р-ре. Эта величина связана с d и l след. ур-нием:

Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-21.jpg

где Гi(n)-относит, адсорбция Гиббса i-го компонента (избыток числа молей i-го компонента на единицу пов-сти раздела), компонент n-p-ритель. Gi(n) можно рассчитать по ур-нию адсорбции Гиббса, используя данные о концентрац. зависимости коэффициент поверхностного натяжения g и коэффициент активности (термодинамической) в р-ре.

Фактором очистки наз. величину Сi0/Ci - отношение начальной (Ci0) и конечной (Ci) концентраций i-го растворенного в-ва в р-ре. Фактор очистки связан с величинами а и Gi(n) соотношением:

Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-22.jpg

где V0, V-соотв. начальный и конечный объемы р-ра. Под степенью извлечения (в %) понимают отношение

Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-23.jpg

На результат П. с. влияют: 1) факторы, определяющие равновесное распределение компонентов между р-ром и поверхностным слоем,-поверхностная активность компонента, т-ра, концентрация р-ра, концентрац. зависимость коэффициент активности; 2) факторы, влияющие на скорость распределения компонентов между р-ром и поверхностным слоем в стационарных условиях,-размеры пузырьков, распределение их по размерам в р-ре, газосодержание р-ра, высота столба р-ра и пены, величина возврата части продукта, полученного разрушением пены.

Поверхностную активность i-го компонента в р-ре характеризуют производной от поверхностного натяжения по молярной доле xi этого компонента-Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-24.jpg. Чем она выше, тем больше различие в составах поверхностного слоя и р-ра. T. к. при выделении ионогенных или амфолитных 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 распределению в-ва в пространстве, снижает поверхностную вязкость и устойчивость пены.

Существует верхний и (часто) нижний пределы концентраций выделяемого посредством П. с. в-ва. Верх. предел обусловлен возможностью создания развитой пов-сти раздела фаз газ-жидкость, а в случае выделения ПАВ с помощью адсорбции на этой пов-сти - процессом мицелло-образования. Положение ниж. концентрац. границы применимости П. с. определяется поверхностной активностью в-в в области малых концентраций и устойчивостью пены, к-рая при уменьшении концентрации ПАВ снижается.

Дисперсность газовой фазы влияет на П.с., т.к. от нее зависит время контакта пузырьков с р-ром и уд. поверхность контакта фаз. Для П. с. благоприятно уменьшение размеров пузырьков. С ростом величины отношения расходов газа G и р-ра L(a следовательно, и газосодержания) фактор очистки Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-25.jpg растет сначала быстро, при больших G/L ростХимическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-26.jpg сильно замедляется. Рост высоты и диаметра столба пены увеличивает время дренажа пены (истечение жидкости из жидкостных прослоек в пене под 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 расчете таких аппаратов использовать методы расчета ректификац. 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 жидкой смеси. В резервуаре 2 находится исходная смесь, в резервуаре 3-р-р реактивов, используемых при разделении (они обеспечивают переход выделяемых в-в в поверхностный слой и удержание остальных в-в в р-ре, а также образование устойчивой пены). 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 1. Оставшаяся после обработки часть смеси в виде потока е 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 в'). Последний вариант применяют в случае, когда при разделении используют медленные хим. р-ции. Потоков в м. б. несколько: р-ры пенообразователя, комплексообра-зователя, к-ты, щелочи или осадителя. Поток образующейся пены г и поток д, возникающий в результате естеств. дренажа или принудит, разрушения пены, могут протекать вне или внутри аппарата 1.

Для пром. практики обычно применяют установки непрерывного действия. Установки м. б. без возврата и с возвратом части пенного продукта (в виде потока д, рис. 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 неск. элементарных ячеек. В них многократной обработке подвергают либо пенный продукт первой ячейки, либо выходящий из нее р-р в зависимости от того, что хотят получить - концентрат ценной примеси или очищенный от примеси р-р. Возможно и сочетание в одной установке обоих процессов.


Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-27.jpg

В установках для П. с. применяют след, методы создания 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. дегазацией; электрохимический-образование газовой дисперсии происходит в результате электролиза р-ра.

В лаб. условиях чаще всего используют барботажный метод, в промышленных-обычно остальные. Мех. метод прост технически, но не обеспечивает хорошей очистки вследствие низкой дисперсности. Пересыщение жидкости газом под давлением эффективно при выделении коллоидных и грубодисперсных частиц, па пов-сти к-рых выделяются пузырьки газа из пересыщ. р-ра. Достоинства электро-литич. установок-их простота, возможность управлять размером пузырьков, изменяя потенциал на электроде, возможность получать системы с высокой дисперсностью 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 или ценных элементов 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).

Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3527-28.jpg

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 пеногасителя. Для снижения турбулентности и увеличения времени контакта газа с жидкостью вдоль потока пузырьков и поперек потока жидкости устанавливают вертикальные пластины.

Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3528-1.jpg

В пневмомех. флотац. машине (рис. 4) диспергирование газа в камере осуществляют путем вращения ротора с конич. аэратором. В компрессионной установке для П. с.

Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3528-2.jpg

(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 очищенного р-ра рабочим газом, к-рый начинает вследствие снижения давления самопроизвольно десорбироваться после поступления р-ра через аэраторы 5 в камеры аппарата 4.

Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 3528-3.jpg

Лаб. установки (чаще периодич. действия) для П. с. состоят из таких типовых узлов, как разделит. аппарат, узел подачи газа в аппарат, сборник и разрушитель пены.

Лит.: Русанов А. И., Левичев С. А., Жаров В. Т., Поверхностное разделение веществ. Теория и методы. Л., J981. И. В. Чепура.


 

Полезные интернет ресурсы:

Health-News.ru Большая медицинская энциклопедия

Health-News.ru Лекарства Фармакологический справочник

Educationspb.ru рефераты справочная информация для учащихся учебники

Gendna.ru Генетика, методы генетики, медицинская генетика

Оptbazastroymat.ru Стройсловарь строительство ремонт полезные советы

YFermer.ru Фермерское хозяйство, сельское хозяйство

 

источник:  "Химическая энциклопедия", изд. "Советская энциклопедия", М., 1988


просмотров: 1233
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
Alumabright Aluminum Cleaner Brightener 128 ounces (1 Gallon)

$18.99
End Date: Monday Sep-16-2019 5:53:14 PDT
Buy It Now for only: $18.99
|
Schaeffer's Citrol Multi Purpose Degreaser (16oz Can) #266

$4.43
End Date: Sunday Sep-8-2019 20:05:19 PDT
Buy It Now for only: $4.43
|
Steel Wool 12 pad, Super Fine Grade #0000 Rhodes American Final Fini

$37.55
End Date: Sunday Sep-1-2019 9:39:34 PDT
Buy It Now for only: $37.55
|
Nu-Calgon 4291-08 Nu-Brite Condenser Coil Cleaner, 1-Gallon

$7.59
End Date: Sunday Sep-8-2019 3:27:35 PDT
Buy It Now for only: $7.59
|
Electric Contact Cleaner Spray WD 40 Specialist Electric Equipment Cleaning

$42.95
End Date: Tuesday Sep-3-2019 10:45:08 PDT
Buy It Now for only: $42.95
|
Star Brite 81900 Fabric Waterproofing w/ PTEF 1 Gallon Tent Boat Top Cover

$4.95
End Date: Tuesday Sep-24-2019 6:49:04 PDT
Buy It Now for only: $4.95
|
12 Pcs PADS STEEL WOOL Super Fine Grade0000 Metal Window Cleaner Woodwork Finish

$7.99
End Date: Tuesday Sep-3-2019 12:00:20 PDT
Buy It Now for only: $7.99
|
Electronic Contact Cleaner Spray Best Quick Drying Specialist Fix 11 Oz.

$7.46
End Date: Sunday Aug-25-2019 19:44:29 PDT
Buy It Now for only: $7.46
|
Search Results from AllSoft: новости

Сан-Франциско ждет! Вы — Маркус, блестящий хакер, объединяетесь с DedSec, чтобы противостоять ctOS 2.0, системе глобального контроля. Сокрушите ее, это будет взлом века!
Первым покупателям — скидка 250 рублей! Успей купить первым! 


подробнее»
181528

PrintStore Pro — программа для учета расходных материалов и оборудования. Просчитывает запас каждого картриджа в каждом принтере и помогает сформировать заказ на следующий период. Поддерживает учет перезаправок. Учитывает при всех операциях совместимость принтеров и картриджей. Хранит историю всех действий с картриджами и принтерами, позволяет создавать множество отчетов.


подробнее»
123795

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
139103

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
141754

Retouch Pilot — программа для удаления изъянов с фотографий, таких как царапины, мелкие пятна и другие мелкие дефекты, существующие на фото или полученные при сканировании. Вы можете удалять целые объекты, попавшие случайно в кадр, а также инструментом пластика изменять форму и пропорции. Программа позволяет ретушировать изъяны кожи - пятнышки, морщинки и др..


подробнее»
26516

R-Studio — эффективное программное обеспечение, позволяющее восстанавливать данные с жестких дисков, CD, DVD, дискет, USB дисков, ZIP дисков и устройств флеш-памяти.


подробнее»
88115

Сборка электронных каталогов автозапчастей включает в себя грузовые автомобили Европы и Китая. В сборку включена программа Tecdoc, позволяющая подобрать не оригинальные запчасти.


подробнее»
183206

Sound Pilot озвучивает клавиатуру. Каждое прикосновение к клавиатуре рождает звук, который разнообразит процесс набора текста, развлекает и снижает утомляемость.


подробнее»
78205
Search Results from «Озон» Химия
2007 Copyright © GenDNA.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования