ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Профиль скоростей перемещения компонента из "Препаративная газовая хроматография" В настоящее время общепризнано, что основным фактором снижения эффективности является профиль скоростей перемещения компонента по сечению колонны. Причины возникновения профиля скоростей в настоящее время точно не установлены. [c.13] Наиболее логично предположение, что разность в скорости перемещения компонента связана с разностью в скорости потока газа-носителя в различных точках поперечного сечения колонны. Экспериментально такое различие в скорости газа-носителя обнаружено Хьютеном, Бирсумом и РейНдерсом . Они пропитывали передний слой насадки фосфорной кислотой и пропускали через колонну газ-носитель, со-,держащий аммиак, который в условиях опыта не адсорбировался. По окончании опыта передний слой насадки извлекали из колонны и разрезали на секции, в каждой из которых титрованием определяли содержание аммиака, пропорциональное потоку газа через секцию. Схема расположения секции приведена на рис. 2, а результаты определений в табл. 1. [c.13] Свободная засыпка. . , Легкое постукивание. , Вибрация. . . Постукивание (скорость заполнения 20 г мин).. [c.14] Примечание. Приведены средние значения величин для секций 2-13. [c.14] Причинами. Одна из них заключается в неоднородном распределении частиц разных размеров по сечению колонны — в преимущественном скоплении крупных частиц вблизи стенки и мелких около оси колонны. При этом гидравлическое сопротивление насадки должно уменьшаться по мере приближения к стенкам колонны. Подобное распределение частиц насадки по сечению колонны и наблюдали Гиддингс и Фаулер После заполнения колонны сорбентом ее заливали желатином и разрезали на части. Пробы насадки, взятые из разных участков по сечению, исследовали под микроскопом. В любой колонне независимо от того, заполняли ее со встряхиванием или без него, более крупные частицы располагались преимущественно ближе к стенкам, а мелкие ближе к оси колонны. Зная средние диаметры частиц, рассчитали отношение скоростей потоков в пристеночных и центральных слоях. Оно оказалось равным 1,25 и 1,44 соответственно при заполнении с постукиванием колонны и без постукивания. Авторы предположили, что фракционирование частиц происходит при засыпке насадки в колонну более крупные частицы скатываются по образующемуся при этом конусу к стенкам колонны, а мелкие, менее подвижные, остаются около центра. [c.14] Таким образом, все приведенные выше эксперименты дают однозначные результаты при заполнении колонны происходит сепарирование частиц по размерам, при этом крупные частицы скапливаются около стенки, а мелкие ближе к оси колонны. Однако на какой стадии происходит это сепарирование — при засыпке насадки или при ее уплотнении — остается неясным, так же как и механизм сепарирования. В связи с этим схема, предложенная Гиддингсом и Фаулером, представляется не очень убедительной. В опытах Хиггинса и Смита заполнение колонны методом снежинок , при котором насадка медленно сыплется без образования конуса, привело к более низкой эффективности, чем при засыпке с образованием конуса. Опыты по седиментации показали, что после засыпки насадки частицы равномерно распределяются по сечению колонны гг их сепарирование происходит лишь при последующем, уплотнении насадки Эти же авторы пытались заоыпать насадку так, чтобы конус не образовывался и насадка дополнительно перемешивалась. Сравнивали три способа заполнения насадку засыпали в колонну через воронку, когда конус заведомо образуется насадку засыпали из стакана в колонну со срезанной верхней частью и она поступала равномерно по всему сечению колонны колонну при засыпке слегка наклоняли и вращали вокруг оси, при этом насадка поступала не только струйкой в центр, но разбрасывалась по всему сечению колонны. После засыпки насадку уплотняли, постукивая колонну об пол. [c.16] Все три способа заполнения привели приблизительно к одинаковой эффективности колонны. Диаметр колонны в этих опытах был равен 46 мм. [c.16] Таким образом, представляется наиболее вероятным, что разделение частиц по размерам происходит на стадии уплотнения, способ же засыпки насадки в колонну существенного значения не имеет. Нам кажется, кроме того, что распределению частиц придают чрезвычайно большое значение. [c.16] Хьюпе в определенном сечении колонны на разном расстоянии от ее оси устанавливал термопары. [c.18] По такой методике была исследована колонна диаметром 140 мм, длиной 1 м, заполненная динонилфта-латом на сферохроме с размером зерен 0,5—1,0 мм. Дозировался пентан в количестве 2,0 мл. [c.19] Тг — по /-тому капилляру). Оба профиля качественно совпадают. Параллельно с получением хроматограмм записывали термограммы, разместив, подобно Хьюпе, несколько термопар по сечению колонны. Оба метода дали сходные результаты в отношении профиля скоростей перемещения компонента. [c.21] Нельзя не учитывать также, что в насадке могут возникать различные локальные изменения плотности, различные микраагрегаты с повышенным гидравлическим сопротивлением. Их размеры, по-видимому, должны быть соизмеримы с размерами колонны, поэтому составляющая ВЭТТ, обусловленная образованием микроагрегатов, должна увеличиваться с диаметром колонны. Эта составляющая, по-видимому, формально входит в член А уравнения Ван-Деемтера. [c.23] Еще одной причиной уменьшения эффективности широких колонн может служить меньшая по сравнению с аналитическими, плотность заполнения насадки. Это вызывает большое сопротивление массообмену в газовой фазе. Все эти причины, действуя в совокупности, чрезвычайно усложняют рассмотрение процесса в колоннах большого диаметра, тем более что различие в методах заполнения, применяемых разными авторами, сильно затрудняет сопоставление их результатов. [c.23] Вернуться к основной статье