ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дисперсность, удельная поверхность и форма частиц из "Разделение суспензий в промышленности органического синтеза" Мерой раздробленности всякой дисперсной системы может служить размер частиц д. или обратная ему величина О = й, называемая обычно дисперсностью, либо удельная поверхность 8 — приходящаяся на единицу объема дисперсной фазы (межфазная), или 5 — приходящаяся на единицу объема осадка. Взаимосвязь 5 и 8 с размерами частиц видна из соотношений (1-45), (1-48) и (1-52). [c.68] Размер частиц суспензий в производствах органической химии колеблется в широких пределах от миллиметров — в производствах полимерных материалов, сотен микрон — в производствах многих полупродуктов и химикатов для резины и сельского хозяйства, до микрон и долей микрона — в производствах красителей. [c.68] Удельная поверхность большинства красителей и ряда полупродуктов очень велика, порядка 10 —10 Jli /лi поэтому при фильтровании таких суспензий в большой степени проявляется действие различных физико-химических явлений, связанных с проявлением поверхностных сил, о чем будет идти речь в следующих разделах настоящей главы. [c.68] Как следует из соотношений (1-52) и (1-60), форма частиц также оказывает влияние на величину удельного сопротивления осадка. Коэффициент формы равен отношению поверхности сферической частицы к поверхности частицы неправильной формы, вес которой соответствует весу сферической частицы. Так как 11) всегда меньше единицы, удельная поверхность осадка с частицами неправильной формы больше удельной поверхности слоя со сферическими частицами, вес которых равен весу частиц неправильной формы. [c.69] В соответствии с уравнением (1-60), объемное удельное сопротивление осадка прямо пропорционально квадрату 5 или обратно пропорционально для частицы неправильной формы весом, равным весу сферической частицы. В связи с этим, чем выше дисперсность частиц, тем больше для достижения одинаковых скоростей процесса должна быть его движущая сила АР. [c.69] Из уравнения (1-60) следует, что чем больше частицы отличаются по форме от сфер (чем меньше значение т] ), тем больше величина удельного сопротивления осадка и тем меньше скорость фильтрования. Так как значение коэффициента формы колеблется в пределах от 0,6 до 1, то удельное сопротивление сферических частиц может отличаться от удельного сопротивления анизотропных частиц одинакового с ними веса максимум в 1,7 раза. [c.69] Однако приведенные простейшие соотношения являются правильными только в случае сравнительно крупных частиц, не подверженных агрегации. При агрегации частиц крупные и плотные агрегаты. могут и.меть значительно меньшую активную удельную поверхность, чем рассчитанную исходя из дисперсности элементарных частиц. В этом случае величина / о, соответствует величине активной 5, т. е. той поверхности, которая омывается движущейся жидкостью. [c.69] Влияние формы частиц на величину удельного сопротивления также значительно сложнее, чем показано в уравнении (1-60), так как оно не исчерпывается лишь большей извилистостью капилляров у частиц неправильной формы или большей шероховатостью стенок этих капилляров. Дело в том, что при большей удельной поверхности частиц неправильной формы (сравнительно со сферическими частицами) поверхностные силы, действующие между ними, больше, чем между сферическими, и эти частицы легче агрегируются или создают структурированные осадки, что в значительной степени изменяет скорости проницания жидкости через слой . [c.69] Форма частиц суспензий органических продуктов и красителей весьма разнообразна. Частицы суспензий полимерных смол часто имеют фор гу, близкую к сферической. Грубодисперсные суспензии полупродуктов иногда имеют правильную форму кристаллов (ромбоэдрическую, кубическую и др.). Однако форму кристаллов трудно определить, так как попадаются и отдельные кристаллы и их осколки и агрегаты чем более высокодисперсный продукт, тем обычно менее правильную форму имеют его частицы. Встречаются также продукты, имеющие игольчатую (палочкообразную) форму частиц. [c.69] Удельное сопротивление осадков и скорость фильтрования суспензий с анизотропными частицами зависят в большой степени от того, как расположена поверхность фильтрования по отношению к направлению действия силы тяжести. Укладка частиц в слое (пористость слоя, размер и форма пор) в зависимости от расположения фильтровальной перегородки может быть различной. [c.70] Рассмотрим, например, случай фильтрования суспензии, состоящей из игольчатых (палочкообразных) или плоских пластинчатых частиц через фильтрующую поверхность, расположенную вертикально (рис. 30,а) и горизонтально ( рис. 30, б). [c.70] В случае полидисперсных суспензий с плавно изменяющимися размерами частиц, от крупных быстроосаждающихся до мелких, фильтрование их через горизонтальные поверхности (например, на ленточных вакуум-фильтрах) приводит к повышенной скорости процесса по сравнению с фильтрованием через вертикальные пли горизонтальные поверхности, расположенные таким образом, что направленне действия силы тяжести противоположно направлению потока (например, барабанные вакуум-фильтры). [c.71] Это объясняется тем, что одновременно с фильтрованием ндет осаждение суспензии, причем в первом случае создается подслой из более грубых частиц с минимальным сопротнвлепнем, на котором в дальнейшем идет образование слоя с постепенно уменьшающимися частица [и. Плавное изменение размеров пор снизу вверх приводит к оптимальным условиям фильтрования не только с точки зрения повышения скорости процесса, но и с точки зрения чистоты фильтрата, так как мелкие частицы при подобной структуре осадка не попадают в поры ткани и не уносятся потоком фильтрата. [c.71] Вернуться к основной статье