Основные закономерности процесса разделения неоднородных смесей Сергей Чекрыжов

Дисперсные системы образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. одна из фаз дисперсная фаза распределена в виде мелких частиц (кристалликов, нитей, плёнок или пластинок, капель, пузырьков) в другой, сплошной, фазе дисперсионной среде. по основной характеристике размерам частиц или (что то же самое) дисперсности (определяемой отношением общей площади межфазной поверхности к объёму дисперсной фазы) делятся на грубо (низко) дисперсные и тонко (высоко) дисперсные, или коллоидные системы (коллоиды).дисперсностиколлоидные системы

Дисперсные системы Кривые распределение частиц по размерам. С увеличением разницы в размерах частиц, максимум на кривой распределения снижается и становится более широким, но площадь, ограниченная кривой и осью абсцисс, сохраняется постоянной. В редком случае монодисперсной системы, когда частицы имеют почти одинаковый размер, кривая имеет вид острого пика с узким основанием. Встречаются системы, дающие на кривой распределения два и большее число максимумов.

Дисперсные системы В грубодисперсных системах частицы имеют размер от и выше, в коллоидных от до По агрегатному состоянию дисперсионной среды различают газодисперсные системы аэрозоли (туманы, дымы), пыль; аэрозолипыль жидкодисперсные золи, суспензии, эмульсии, пены;золисуспензии эмульсиипены твёрдодисперсные стеклообразные или кристаллические тела с включениями мельчайших твёрдых частиц, капель жидкости или пузырьков газа

Дисперсные системы Пыль, суспензии, лиофобные эмульсии (см. Лиофильные и лиофобные коллоиды) грубодисперсные системы; как правило (при наличии разности плотностей), они седиментационно неустойчивы, т. е. их частицы оседают под действием силы тяжести или всплывают. Лиофильные и лиофобные коллоиды Золи типичные высокодисперсные коллоидные системы, частицы дисперсной фазы которых (мицеллы) участвуют в броуновском движении и потому седиментационно устойчивы.мицеллыброуновском движении

Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию фаз Дисперсионна я среда Дисперсная фаза газоваяжидкаятвёрдая ГазоваяДисперсные систе- мы не образуются ТуманыДымы, пыль ЖидкаяПеныЭмульсииСуспензии Золи (коллоидные "растворы")* ТвёрдаяАэрогели (пористые тела) Жидкие включения в твёрдых телах Твёрдые золи (рубиновое стекло)

Разделение жидких и газовых неоднородных систем. Классификация и основные характеристики неоднородных систем. Классификация, принципы выбора и оценка эффективности методов разделения. Pазделение в поле сил гравитации, в поле центробежных сил.

Неоднородная система состоит из двух фаз : Внутренняя (дисперсная) ; Внешняя (дисперсионная)

Классификация и основные характеристики неоднородных систем Аэрозоли Эмульсии Суспензии Пены

Аэрозоли Системы, состоящие из твердых или жидких частиц, взвешенных в газообразной среде: Пыль – система газ-твердые частицы размером 5-50 мкм; Дым - система газ-твердые частицы размером 0,3-5 мкм; Туман – система газ-капли жидкости размером 0,3-3 мкм

Эмульсии Системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней капель другой жидкости. Жидкости не растворимы друг в друге. Эмульсии устойчивы, если размеры капель 0,4-0,5 мкм

Определения Суспензия - это неоднородная система, состоящая из жидкой дисперсионной среды и взвешенных в ней твердых частиц.

Суспензии Системы, состоящие из тв.частиц, взвешенных в жидкой среде. Грубые – размер тв.частиц >100 мкм; Тонкие – размер тв.частиц 0,1-100 мкм; Коллоидные – размет тв.частиц

Пены Системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней пузырьков газа. Для эмульсий и пен характерна инверсия фаз

Разделение в поле центробежных сил Необходимо введение частиц в поле центробежных сил: Вращательное движение потока жидкости в неподвижном аппарате; Поток направляется во вращающийся аппарат и система вращается вместе с аппаратом

Центрифуги

Эффективность осаждения под действием центробежной силы Центробежная сила – Скорость осаждения под действием центробежной силы :

Циклонный процесс Скорость газов м / с ; Скорость жидкостей 5-25 м / с

Схема циклона

Мультициклон

Центрифугирование Вращающиеся аппараты способные создать поле центробежных сил - центрифуги. Центрифуги – отстойные и фильтрующие ; Периодические и непрерывные ; Вертикальные, горизонтальные, наклонные ; Ручная или механизированная выгрузка осадка

Трубчатая сверхцентрифуга

Центрифуги КлассыФактор разделения тихоходные 5000

Осаждение под действием электрического поля Газовый поток, содержащий взвешенные частицы, ионизируются. Самостоятельно – при достаточно высокой разности потенциалов на электродах ; Несамостоятельно – в результате действия излучения радиоактивных веществ, рентгеновских лучей.

Схема образования неоднородного электрического поля а )- трубчатый электрофильтр ; б )- пластинчатый электрофильтр

Самостоятельная ионизация Разность потенциалов 4-6 кВ / м ; Плотность тока 0,05-0,5 мА / м катода