ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы выделения и образования газа в жидкости из "Справочник инженера - химика том второй" Выделение. Выделение газа из пересыщенного раствора обычно приводит к образованию тонкой дисперсии пузырьков в жидкости. Оно находит очень широкое применение при изготовлении пористой резины Не-вулканизированный каучук (натуральный или синтетический) нагревается и насыщается инертным газом при давлении 320 ат. Перед вулканизацией давление снижается, что приводит к выделению растворенного в каучуке газа и расширению массы. Если до снятия давления провести частичную вулканизацию, получается пористая резина с закрытыми ячейками. Тейлор применил этот метод для изготовления пористых термопластичных материалов, используя летучий растворитель при 210° С и 218 ат. [c.91] На принципе выделения газа основаны два типа аппаратов пенной флотации. В одном (камера Клеменса) предварительно аэрированная суспензия вспенивается под воздействием вакуума. В другом (камера Джуэлла) суспензия насыщается воздухом при давлении выше атмосферного, а затем вскипает в камере, работающей при атмосферном давлении. Но обе эти камеры широкого применения в горнорудной промышленности не нашли. [c.91] Образование газовых дисперсий. Мелкие, хорошо распыленные пузырьки образуются при разложении растворенного или диспергированного в жидкости вещества с образованием газа. [c.92] Эти методы используются для приготовления пористых эластомеров и термопластов, для которых получающиеся при разложении продукты не приносят вреда. Используется большое число порообразующих веществ, из которых наиболее распространены бикарбонаты натрия и аммония, нитрат аммония, карбонат кальция, диазопроизводные и диизоцианаты. Предложен в качестве порообразующего агента насыщенный газом активированный угольВ процессе Телейли для получения пористой резины источником газа служит перекись водорода, разлагающаяся с выделением кислорода под действием дрожжевого катализатора В любом случае порообразующий материал подмешивается в латекс до коагуляции или в эластомерную массу до вулканизации, причем материал должен быть равномерно распределен по всей пластической массе прежде, чем произойдет выделение газа. [c.92] Трубчатые диспергаторы для получения газо-жидко-стных смесей обычно имеют отверстия или перегородки для периодического перераспределения газа. Описан трубчатый диспергатор со специальными короткими сужениями такого поперечного сечения, что скорость жидкости при их прохождении превышает 0,914 м1сек. Телл 2 рекомендует отверстия переменного сечения для непрерывного диспергирования малых количеств газа в углеводородах. [c.92] Насадки и поточные смесители могут использоваться для контактирования газа и жидкости лишь в тех случаях, когда возможно прямоточное движение фаз. [c.92] Каскадные системы. Поток жидкости, падающий через газ в резервуар, будет при соответствующих условиях захватывать газ в объеме, приблизительно рав-1ЮМ собственному объему, и диспергировать его в резервуаре. Этот принцип сначала использовался в машинах пенной флотации каскадного типа. [c.92] Аппараты с механическим перемешиванием. Механические перемешивающие устройства (обычно вращающиеся мешалки турбинные, лопастные, пропеллерные) создают наиболее разнообразные и, как правило, наиболее эффективные из известных дисперсий газа. Предпочтительнее всего турбина со сплошной ступицей, хотя использовать именно ее не всегда обязательно. Для получения более качественных дисперсий и повышения производительности процесса в аппарате должны устанавливаться перегородки или другие не-подвилчные детали, которые сводят к минимуму вращательное движение жидкости и позволяют увеличить ввод энергии в смеситель, а также повысить скорость сдвига слоев жидкости. [c.92] Общей основой конструирования газо-жидкостиых диспергаторов является моделирование с последующей экстраполяцией полученных на модели результатов до размеров промышленного аппарата. Купер и др. исследовали абсорбцию кислорода из воздуха водным раствором сульфита натрия в сосуде с перегородками при перемешивании лопастными мешалками и сребренными дисками. Результаты показали, что эксплуатационные характеристики геометрически подобного оборудования независимо от размеров можно представить с помощью соотношения, показанного на рис. 1-128. [c.93] Коэффициенты абсорбции, полученные на системе воздух — раствор сульфита, по-видимому, применимы и для других систем кислород — вода при условии, если сопротивление массопередаче сосредоточено в жидкой фазе. [c.93] Рейнольдса п — скорость вращения мешалки, об1сек и F — скорость газа, отнесенная к площади сечения аппарата Цж — абсолютная вязкость жидкости рш и ртв—-плотность жидкости и твердой фазы (катализатора) а — поверхностное натяжение жидкости. Размерности, не оговариваются, и величины, входящие в уравнение, могут быть выражены в любой системе единиц. Коэффициенты А и В зависят от конструкции перемешивающего устройства для турбинной мешалки, на которой проводилось исследование, Л=29,0 и В = = 6,55-10 1 Влияние свойств жидкости установлено большей частью по аналогии, так как физические свойства в опытах не изменялись в широких пределах. При расчетах уравнением (1-115) следует пользоваться осторожно, в частности потому, что последний член может оказаться неприменимым для катализатора с другими физическими и химическими свойствами тем не менее оно наглядно показывает значение мешалки при одновременном диспергировании газа и суспендировании катализатора. [c.93] В качестве мешалок для ферментаторов применяются турбинки с плоскими лопастями, открытые турбин-ки с изогнутыми лопастями, лопастные мешалки и пропеллеры (устанавливаемые в аппарат сверху или сбоку). [c.94] изучая аэробное окисление биологических сбросных вод (активированного молочного осадка), осуществляемое с помощью турбинной мешалки типа Мик-ско , установил, что поглощение кислорода может быть количественно описано коэффициентом абсорбции и мощностью, вводимой в жидкость диспергирующей мешалкой . На рис. 1-129 приведены данные, полученные при окислении молочного шлама в резервуаре диаметром 6 м при высоте слоя жидкости 3,65 м. Эти данные применимы для мещ/ ап = 0,2 и слоя жидкости высотой 3—12 м, если отношение затрачиваемой на перемешивание энергии к высоте слоя жидкости остается таким же, какое взято на рис. 1-129. Поскольку скорость поглощения кислорода из жидкости становится главным фактором, определяющим общую скорость абсорбции, нет необходимости и не рекомендуется прибегать к большим затратам мощности на перемешивание при аэрации, как это делается во многих химических процессах. [c.94] Диаметр аппарата 6,1 м, высота слоя жидкости а,66 м. Ур — скорость воздуха, отнесенная к полному сечению аппарата, N — мощность, затрачиваемая на перемешивание. [c.94] Получены следующие выводы. [c.94] Сплошная линия-данные Мичела для аппарата диаметром 300 мм с турбинной мешалкой диаметром 100 мм (300 опытов с максимальным разбросом 7%) (Э — данные Ояма и Эндо для аппарата диаметром 275 мм с турбинной мешалкой диаметром 91,5 мм. [c.95] Если 0 выражается ъ сек/м, NJV — в квт м и U г— в л/сек, то 0,517 с 0,678. [c.95] В некоторых случаях выгодно применять механические диспергаторы, которые вызывают подсос воздуха при своей работе, например мешалка Турбо-газ-абсорбер (рис. 1-131). Оценка производительности за счет подсоса и максимальные скорости газа, обеспечивающие эффективную работу этого устройства как дис-пергатора при питании под давлейием, даны в табл. ЫО. При скорости подачи газа выше 4,5 м мин должны применяться установки с подводом газа под давлением. Сконструированы также мешалки максимального размера, работающие при подаче газа только под избыточным давлением. [c.96] Вернуться к основной статье