ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка газов от пыли и туманов Неоднородные системы из "Основные процессы и аппараты химической технологии Часть 1 Издание 2" Все участвующие в технологических процессах вещества при их обработке образуют разнообразные как по химическому составу, так и по физическим свойствам системы. Эти системы по своему характеру могут быть как однородными, так и неоднородными. В первом случае система является гомогенной, а во втором — гетерогенной. [c.265] Гомогенной, или однородной системой называют такую систему веществ, которая обладает в каждой своей части идентичными физическими свойствами и химическим составом. Последнее вовсе не означает, что гомогенная система должна состоять только из одного вида атомов или молекул, но это значит, что при помощи имеющихся в нашем распоряжении методов исследования мы не можем обнаружить в ней частиц, размерами больше, чем размеры атомов и молекул. Типичным примером гомогенной системы может служить любой молекулярный раствор одного или нескольких веществ в том или ином растворителе. [c.265] Гетерогенной, или неоднородной, системой называют такую систему, которая состоит из частей, обладающих различными физическими, а также иногда и химическими свойствами, причем эти составляющие неоднородную систему части отделены друг от друга ограничивающими поверхностями и, стало быть, могут быть легко обнаружены и механически разделены. Типичным примером гетерогенной системы может служить любая жидкость или газ, в которых взвешены твердые мелкораздробленные частицы того же самого или иного химического состава. [c.265] Отдельные, сами по себе гомогенные, но физически различные и механически отделимые части гетерогенной системы называют фазами, причем фаза, являясь физически и химически однородной, по своему химическому составу может быть как простой, так и сложной. [c.265] Всякая неоднородная система складывается из двух или большего числа фаз, при этом одна из них, так называемая дисперсная, или внутренняя, фаза, находится в мелкораздробленном (дисперсном) состоянии, другая же, которая окружает отдельные частицы первой, так называемая дисперсионная, или внешняя, фаза является той средой, в которой распределены частицы дисперсной фазы. [c.266] Собственно, приведенное выше деление систем на однородные и неоднородные несколько условно и по существу как те, так и другие имеют дисперсионную среду и дисперсную фазу, разница же лишь в размерах отдельных частиц последней в системах однородных частицы, образующие дисперсную фазу, достигают величины молекул и атомов. [c.266] Дисперсная фаза и дисперсионная среда системы могут быть до бесконечности разнообразны и могут находиться в любом агрегатном состоянии. [c.266] В настоящей главе мы займемся только тремя последними группами неоднородных систем, представляющих собой газообразную дисперсионную среду, в которой взвешены мелкие частицы твердого, жидкого или газообразного тела, при этом систему Г- -Т, состоящую из газообразной среды и твердых взвешенных в ней частиц, мы будем называть пылью, а систему Г 4- Ж, состоящую из газообразной дисперсионной среды и взвешенных в ней частиц жидкости, — туманом. Системы Г Г не имеют практического интереса, так как газы смешиваются друг с другом во всех отношениях, образуя при этом гомогенную систему. [c.266] Размеры взвешенных в газообразной среде твердых и жидких частиц колеблются в очень широких пределах и обусловливаются главным образом скоростью движения газа при больших скоростях газового потока последним, как это и имеет место в пневматическом транспорте, могут быть увлечены твердые частицы весом в несколько граммов. [c.266] Практически при проведении технологических процессов взвешенные частицы пыли и туманов редко по размеру бывают больше 0,2 мм в поперечнике. [c.267] У взвешенных частиц размером в 1 11 и ниже наблюдается уже так называемое броуновское движение, возникающее за счет энергии движения отдельных молекул дисперсионной (в данном случае газообразной) среды. [c.267] Частицы размером ниже 0,1 практически уже не оседают под влиянием силы тяжести и могут находиться во взвешенном состоянии любой большой промежуток времени. [c.267] Из таблицы видно, чго наиболее близко подходят к среднему диаметру величины, вычисленные как средние арифметические трех осей частицы и как диаметр шара, т. е. практически форма частиц близка к форме шара и элипсоида. [c.268] Пользуясь формулой (223), мы в каждом частном случае можем вычислить ту предельную скорость, которая будет отвечать заданным предельным размерам уносимых газом частиц. [c.268] Пыль может образовываться и в среде неподвижного газа при целом ряде механических процессов, как например при измельчении материалов, при просеивании, пересыпании, при шлифовке и т. п. Здесь измельченные частицы приобретают скорость за счет механических усилий машины или аппарата и образуют в окружающей атмосфере облака пыли. [c.269] Только что приведенные причины пылеобразования являются по своему характеру причинами механического порядка, в основе которых лежит раздробление, или дезинтеграция твердых материалов. [c.269] В химической технологии часто причиной образования неоднородных систем являются процессы физико-химические, к числу которых прежде всего относятся процессы конденсации паров и газов и чисто химические реакции. [c.269] При охлаждении горячих газов, в той или иной степени насыщенных парами жидкостей или твердых тел, может происходить конденсация последних, т. е. переход их соответственно в жидкое или твердое состояние, в результате чего и возникают мелкие взвешенные в газовой среде частицы жидких и твердых тел. Это имеет место при выпаривании и концентрировании жидкостей, при процессах обжига руд плавки металлов и т. п. Количество взвешенных жидких или твердых частиц в этом случае зависит от степени охлаждения газа на его пути, причем для того, чтобы свести наличие их в газе до минимума, прежде всего необходимо стремиться к тому, чтобы температура газа не падала ниже того предела, при котором могут иметь место процессы конденсации. [c.269] Наиболее типичным примером в данном случае является процесс горения, в результате которого образуется сложная неоднородная смесь, называемая дымом, состоящая из дисперсионной газовой среды и взвешенных в ней одновременно и твердых и жидких частиц, причем первые возникают за счет неполноты сгорания, вторые же за счет конденсации водяных паров. [c.269] Другим примером здесь могут служить туманы, образующиеся при смешении серного ангидрида с влажным воздухом, в результате чего получается серная кислота в виде мелких частиц, взвешенных в воздухе, или туманы, образующиеся при смешении газообразного аммиака с хлористоводородным газом, в результате чего получается хлористый аммоний в виде мельчайших твердых взвешенных частичек. [c.269] Вернуться к основной статье