Диккель

Чтобы добиться лучшего разделения, используя каскад таких разделений, Клузиус и Диккель [18] предложили колонку, состоящую из длинной трубки, охлаждаемой снаружи и вдоль оси которой помещена нагретая проволока. Конвекция вызывает эффект фракционирования, так как горячий газ, сталкиваясь с холодной стенкой, опускается, завершает цикл и вновь нагревается у проволоки. В результате многократного повторения этих конвекционных циклов можно произвести почти полное разделение смеси На— СО2 в верхней и нижней частях колонки (температура проволоки 600° С, длина трубки 1. и). Такая колонка применялась для разделения изотопов. [c.172]

Колонны с нагреваемой проволокой. Принципиальная схема конструкции одной из таких колонн приведена на рис. 44. Колонна представляет собой закрытую с обоих концов вертикальную трубку 1 (обычно стеклянную), окруженную холодильником, по которому циркулирует хладоагент (водопроводная вода). Охлаждаемая поверхность трубки служит холодной стенкой. По оси трубки проходит проволока 2, нагреваемая электрическим током, которая играет роль горячей стенки проволока натягивается с помощью спирали 5, которая компенсирует тепловое расширение проволоки. Горячий газ, окружающий проволоку, поднимается в верх трубки, вдоль стенки трубки движется вниз холодный поток газа. Вследствие этого в трубке имеет место противоток. с образованием потоков на концах 4 и 6. Под влиянием разности температур легкие молекулы из холодного потока диффундируют в горячий поток, а тяжелые молекулы — в обратном направлении. Следовательно, между потоками происходит массообмен, в результате чего процесс разделения становится многоступенчатым однократный эффект разделения умножается подобно тому, как это имеет место в других противоточных процессах. Краны 7 и 5 служат для ввода разделяемой смеси и для отбора продукта. Диаметр трубки обычно составляет 7—12 мм, а диаметр проволоки — 0,3—0,5 мм. Преимуществом таких колонн является их конструкционная простота. Именно с помощью такого типа колонн в 1938 г. К. Клузиусу и Г. Диккелю впервые удалось применить принцип противотока к термодиффузионному разделению смесей водорода и углекислого газа, гелия и брома, для концентрирования [c.170]

В 1942 г. в США был построен завод для термодиффузионного разделения урана, но этот метод оказался менее эффективным, чем метод разделения газовой диффузией и центрифугированием. В настоящее время термодиффузию используют для разделения близких по свойствам смесей углеводородов нефтяных фракций. Практически применяют несколько более сложный вариант — термогравитационные колонны Клузиуса и Диккеля. В этих колоннах усиление эффекта разделения достигается за счет возникновения конвективных потоков в поле тяжести в направлении, перпендикулярном основному термодиффузиониому потоку. В настоящее время явление термодиффузии достаточно подробно изучено теоретически и получило практическое применение. [c.290]

И горизонтальная ячейка Соре и противоточная колонна Клюзиуса-Диккеля могут работать непрерывно или периодически. Различные схемы, которые можно использовать в колоннах любого типа, подробно рассмотрены в конце статьи. Там же выведено уравнение их разделительной способности. [c.28]

Первые зкснериментальные данные, противоречащие теории разности масс, были опубликованы в 1940 г. [24] при выделении воды из 95,6%-ного этилового спирта она концентрировалась у холодной стенки и в нижней секции конвекционной колонны. Это был первый аномальный случай, когда компонент меньшего молекулярного веса концентрировался в низу колонны. Авторам не удалось объяснить эту аномалию. Клюзиус и Диккель высказали предположение, что вода может находиться в полимерном состоянии [5], и так как молекулярный вес этого полимера больше, чем спирта, вода концентрируется в низу колонны. [c.29]

Шафер и Кортер [33] в 1946 г. высказали нредноложение, что разделение орто- и нара-водорода в газовой фазе обусловлено различием энтропий обеих форм. Массы в этом случае одинаковы, но пара-водород имеет большую энтропию, чем орто-водород. Эти авторы предполагают, что концентрирование молекул в термодиффузионной колонне происходит в направлении, ведущем к системе с максимальной энтропией. Поэтому молекулы с большей энтропией должны концентрироваться у холодной стенки, и орто-водород концентрируется в верху колонны Клюзиуса-Диккеля. Однако применение этот теории к рассмотрению более сложных систем наталкивается на ряд трудностей. [c.30]

С того времени, как Клюзиус п Диккель выдвинули идею использования тепловой кснвекции в процессе термической диффузии, большой объем экспериментальных работ по непрерывному разделению был проведен в конвекционных колоннах. Конвекционные аппараты термодиффузионного разделения могут быть или типа труба в трубе, или собраны из вертикальных плоских пластин. В оборудовании обоих типов могут применяться различные схемы движения потоков, но здесь обсуждение ограничивается так называемыми колоннами с центральной подачей питания [14, 15]. Разделительная эффективность всех схем детально анализируется в следующем разделе. [c.41]

Диккель и Беккер [ hem. Ing. Te hn., 28, 8, 529 (1956)] описывают простую лабораторную ионообменную колонку, работающую по принципу противотока. Иониту дают оседать из резервуара по колонке в ее нижнюю часть, где он регенерируется и затем подается обратно в резервуар. Колонка работает полностью автоматически, все клапаны управляются магнитными приводами утверждают, что эта колонка может работать длительные периоды времени без всякого надзора. Такую установку использовали для разработки анализа очень трудно разделяющейся смеси ионов калия и аммония, для которых константа обмена равна 1,027. [c.100]

С другой стороны, мы попытались применить к полученным экспериментальным результатам решение диффузионного уравнения, данное Диккелем в [91 для скорости обмена, контролируемой пленочной диффузией, чтобы сравнить применимость этих двух формул для обмена в 0,05 и. растворах. Если из уравнений для прямой РН + Ме п обратной ЯМе+Н реакций обмена исключить 1, то становится возможным разрешить их относительно Он /О Ме. [c.8]

По формуле Диккеля для пленочной кинетики нами были вычислены значения отношения Он/ОмеДля моментов времени соответствующих Рн =0,75 (табл. 4). В этой же таблице для системы Li—Н для тех же моментов времени имеются данные отношения , Для кото- [c.11]

В лаборатории разделение изотопов в газовой фазе обычно сопровождается установлением температурного градиента [18071. У одного компонента имеется тенденция концентрироваться в холодной области, у другого — Б горячей [329, 5881. Обычно тяжелые компоненты концентрируются на холодном конце, но это зависит не только от молекулярного веса, но и от сил отталкивания между молекулами поэтому в некоторых случаях разделение обратно изменению температуры или концентрации. Изящный метод разделения изотопов, основанный на термической диффузии, впервые был использован Клузиусом и Диккелем [355 . Смесь изотопов вводилась в кольцевое пространство между длинными вертикальными коаксиальными трубками (вместо внутренней трубки может быть использована проволока). Если внутренняя трубка нагревается, а наружная охлаждается, то разделение происходит по двум следующим причинам. Во-первых, термическая диффузия обусловливает повышенную концентрацию одного из изотопов (обычно тяжелого) на холодной стенке и, во-вторых, вследствие термической конвекции поток холодного газа движется вниз к наружной стенке, а вверх по направлению к внутренней стенке кольцевого пространства движется поток горячего газа. Следовательно, имеется тенденция одного из изотопов перейти в поток, движущийся вниз. Процесс аналогичен каскадному, описанному выще, за исключением того, что дискретное число ступеней заменено непрерывными противоположно направленными потоками. Этим методом были приготовлены очень чистые образцы многих изотопов. Преимущество метода состоит в том, что время пребывания обогащенного материала в установке очень мало, и поэтому метод удобен для концентрирования редких изотопов. Возможности метода иллюстрируются выделением 100 сж Не с концентрацией от 50 до 80%, проведенном Боурингом и Девисом [251], использовавшими в качестве сырья гелий, содержащий 10 % легкого изотопа. [c.459]

В 1938 г. Клузиус и Диккель исследовали разделение газов термодиффузией в длинной вертикальной трубе, по оси которой расположена раскаленная нить. Теория показывает, что в этом случае в трубе возникают конвекционные токи, создающие как бы каскад отдельных разделительных термодиффузионных процессов. В результате наверху, в горячей зоне, будет собираться, например, легкий компонент, а внизу, в холодной зоне, скапливаться тяжелый. Следует отметить, что пропускная способность термодиффузионных процессов очень мала следовательно, для практического разделения газов необходимо весьма большое число аппаратов. [c.7]

В теории Адамсона [110], развитой позднее Диккелем и Мейером [112] и часто используемой в последних исследованиях [8, 60, 88, 89, 113], сделана попытка учесть в реальных системах особенности, заключающиеся в различной подвижности противоионов и в проявлении ионитами селективных свойств, В теории Адамсона принимается, что потоки ионов в пленке подчинены закону Фика, причем диффузия каждого иона характеризуется присущим только этому иону коэффициентом диффузии [c.306]

Обработку экспериментальных данных по изучению обратной реакции обмена КМе + Н производили способом, изложенным в работе Диккеля и Мейера [2]. В этой работе приводятся точные решения дифференциального уравнения, полученного на основе закона Фика для прямой [c.7]

Изучалась кинетика ионного обмена щелочных и щелочноземельных металлов на ион водорода на катионите КУ-2 с различным содержанием дивинилбензола. Контроль за ходом реакции в фазе раствора осуществляли кондуктометрически. Расчет коэффициентов диффузии производили по методу Диккеля и Мейера. По мере увеличения содержания дивинилбензола наблюдается инверсия в значениях эффективных коэффициентов диффузии для ионов кальция и бария. Величины коэффициентов диффузии воды, вычисленные по набухаемости частиц смолы, имеют порядок 10" сж7се с, т. е. на один порядок меньше коэффициентов взаимодиффузии, полученных для обмена ионов щелочных металлов с ионами водорода. [c.241]

Колонна Клузиуса-Д и к к е л я. Термодиффузия не находила практического применения до тех пор, пока в 1938 г. Клузиус и Диккель [10] не изобрели термодиффузионную колонну, что позволило успешно разделить смеси в простом аппарате (рис. 12. 10). Смесь, подлежащая разделению, находится в кольцевом пространстве между двумя концентрическими вертикальными трубами внутренняя труба нагревается, а наружная —охлаждается. Тепловой поток, направленный от внутренней стенки, вызывает термодиффузионный эффект, и в смеси устанавливается небольшой градиент концентрации, при этом легкий изотоп обычно концентрируется в нагретой зоне, прилегающей к внутреннему цилиндру. Одновременно в колонне устанавливаются конвекционные токи нагретый газ (у внутренней стенки) движется вверх, а холодный (у наружной стенки)— вниз (на рисунке направление токов показано стрелками). [c.502]

При термодиффузии элементарный эффект (разность в составе смесей, расположенных вблизи холодной и горячей стенок) значительно меньше, чем при других диффузионных процессах, так что применение колонны для получения нужной степени разделения совершенно необходимо. Термодиффузионные аппараты типа ступени никогда не применялись для разделения и использовались исключительно для измерения коэффициентов термодиффузии. В некоторых конструкциях термодиффузионной колонны Клузиуса-Диккеля высота единицы переноса составляла менее 15 мм, а одна колонна имела более 800 ступеней разделения. Однако и при столь высокой эффективности одна колонна часто оказывается недостаточной, и для разделения смесей изотопов приходится применять каскад термодиффузионных колонн. [c.503]

Изотопы криптона. . . Клузиус и Диккель 1940 9 [c.503]

Эта величина значительно меньше коэффициента разделения для той же смеси при масс-диффузии или газовой диффузии, что весьма характерно для термодиффузии. В аппарате типа Клузиуса-Диккеля а — 1 составляет только %5 значения, приведенного в уравнении (12. 84). Это объясняется тем, что не весь поток газа проходит при полной разности температур между холодной и горячей стенками. [c.505]

Анализ работы колонны Клузиуса-Диккеля. Для иллюстрации термодиффузионного принципа разделения рассмотрим сначала упрощенную схему термодиффузионной колонны (рис. 12. 11), что позволит избежать излишних математических усложнений. [c.505]

Джонс и Ферри [25] показали, что при учете действительного распределения конвекционных токов в колонне Клузиуса-Диккеля написанное выше уравнение перейдет в [c.508]

Разработка методов И. р. была начата одновременно с открытием изотопов. Кще в 1913 Дж. Дж. Томсоном был применен электромагнитный метод разделения изотопов неона Ме о и Ке=-, явившийся также способом их открытия. Будучи усовершенствован, этот метод был использован в дальнейшем (1920) Ф. Астоном для открытия и разделения изотонов многих элементов. В 1919 Ф. Линдеманном и Ф. Астоном был предложен для И. р. метод центрифугирования. В 1932 Г. Герц использовал для разделения изотопов метод диффузии через пористые перегородки, а в 1934 — метод диффузии в струю пара. Метод ректификации изотопных смесей был применен в 1931 В. Кезо-мом и Г. Ван-Дейком для разделения Не ч и Ке з, а Г. Юри, Ф. Брикведом и Л. Мэрфи — для концентрирования дейтерия в жидком водороде. В 1933 Г. Льюис и Р. Макдональд получили тяжелую воду электролизом (кинетич. метод). В 1935 Г. Юри и Л. Грейфф был предложен для И. р. метод химич. обмена. В 1938 К. Клузиусом и Г. Диккелем для целей И. р. был применен термодиффузионный метод. [c.98]

V. Диккель [91] настаивает на применении к фазе ионита тех же стандартных и отсчетных состояний, что и к фазе внешнего раствора (антисимметричная система сравнения). Для всех электролитов и резинатов в этом случае в качестве отсчетного состояния должен использоваться бесконечно разбавленный раствор данного компонента, тогда как для растворителя стандартным и отсчетным состоянием является чистый растворитель. Применение этого способа в строгих термодинамических расчетах невозможно, так как состояние бесконечно разбавленного ионита для сшитых и кристаллических ионитов практически неосуществимо. Этот способ можно применять лишь при использовании внетермодинамических предположений об изменении химического потенциала компонентов ионита при гипотетическом процессе разбавления ионита до бесконечности. Практически такой способ стандартизации применялся в работах по моделированию процессов ионного обмена (см. гл. VI). [c.138]

Диккель [277] предположил, что давление набухания совпадает с лапласоБским перепадом давления, обусловленным кривизной мениска в сетке капилляров геля. [c.179]

Наиболее распространенный способ основан на использовании уравнения БЭТ [128]. Одними из первых это уравнение применили Диккель с соавторами [129], а затем и другие авторы. Для описания всей изотермы необходимо использовать вариант этого уравнения, выведенный в предположении ограниченного числа слоев сорбата на поверхности сорбента [130]. [c.132]

При исследовании состава нефти термическая диффузия жидких смесей, называемая также эффектом Соре , имеет особо важное значение [151]. Однако эффект термической диффузии весьма невелик, и для того, чтобы он приобрел практическое значение, его приходится несколько раз повторить. Подходящие условия такого процесса разработали Клюзиус и Диккел[150]. Крамере и Брёдер [152] помещали жидкую смесь Схема тер- кольцевое пространство между двумя вертикальными мической коаксиальными цилиндрами, находящимися при разных диффузии, температурах, в результате чего нефтяная фракция начинала циркулировать благодаря конвекции (рис. 43). Компонент, двигающийся по направлению к холодной стороне, будет концентрироваться на дне колонки, так как холодная жидкость обычно тяжелее и опускается на дно. Таким образом, другой компонент, который двигается по направлению к теплой стенке, будет концентрироваться в верхней части колонки. По истечении более или менее продолжительного времени конвекционные токи, которые имеют тенденцию нейтрализовать вертикальный градиент [c.162]

Проведенный анализ показывает, что неоднородное температурное поле, существующее в пространстве между двумя вертикальными стенками, вызывает появление подъемных сил в жидкости, заполняющей это пространство. Наличие подъемных сил приводит к тому, что в жидкости возникает неоднородный профиль скоростей. Указанный профиль, описываемый формулой (9.190), изображен на рис. 9-11. Такие профили обычно реализуются в колоннах Клузиуса—Диккеля, предназначенных для разделения изотопов или органических жидких смесей. Работа этих колонн основана на совместном применении эффектов терме диффузии и естественной конвекции. Явление термодиффузии более подробно освещено в главе 17-. [c.277]

Эффективность термодиффузионного разделения можно значительно повысить, сочетая данный эффект со свободной конвекцией в устройстве, подобном тому, которое изображено на рис. 9-12. Колонна, где используют эти оба эффекта, называется колонной Клузиуса и Диккеля. Такие колонны применялись для разделения изотопов и разделения сложных смесей, весьма близких по свойствам органических соединений. Очень интересное введение в термодиффузию дано в книге [13]. Применение этого метода к жидкостям описано в работах [14, 15]. Математическая теория термодиффузионных колонн изложена в классической статье Джонса и Ферри [16]. [c.499]

По данным Клузиуса и Диккеля [7] (2,5 кет- ч при Z = 20 ле и А Г = = 700° С) и лаборатории автора (0,3 кет ч при Z = 2 л и такой же Д Г). [c.270]

Преимуществом таких колонн является их конструктивная простота. Именно с помощью такого типа колонн в 1938 г. К. Клу-зиусу и Г. Диккелю [72] впервые удалось применить принцип противотока к термодиффузионному разделению смесей водорода и углекислого газа, гелия и брома для концентрирования кислорода в воздухе, тяжелого изотопа N6 в обычном неоне, изотопа С1 в хлористом водороде. В последующих опытах [2, 3], используя систему колонн общей длиной около 36 м, авторы достигли очень хорошего разделения Н С] и Н С1 друг от друга в обычном хлористом водороде (в верху колонны — 96% Н С1, в низу колонны — 99,4% Н С1). Полученная в их опытах величина фактора разделения ( 4000) позволила оценить значение [c.297]

Хотя явление термодиффузии в жидкостях было открыто значительно раньше, чем в газах, использование его для разделения жидких смесей долго не находило практического применения. И лишь после работ К. Клузиуса и Г. Диккеля [110], Г. Коршинга и К. Вирца [111] стало ясно, что при использовании принципа противотока жидкостная термодиффузия как метод разделения смесей обладает потенциально высокой эффективностью. Начиная с 1940 г. были предприняты поисковые исследования применимости этого метода для разделения изотопов урана в жидком шестифтористом уране [112], в результате которых был разработан промышленный способ получения концентрата изотопа [c.308]

Теория, описывающая термодиффузию, суммируется в работах Гиршфельдера, Куртисса и Берда [47] и Берда [11]. Последняя работа включает изложение упрощенной теории процесса в колонне Клаузиуса и Диккеля, в которой используется многоступенчатая термодиффузия для разделения газообразных изотопов. Венедикт [9] описывает процесс, разработанный во время второй [c.21]

Коэфициент разделения для термодиффузии — такого же порядка, как длл ранее разобранных способов, так 4tq и в этом случае только многократное повторение процесса может дать эффективное разделение. Предложенная Клузиусом и Диккелем разделительная труба является простым и действенным устройством для непрерывного повторения процесса термодиффузии. Разделительная труба состоит из охлаждаемой цилиндрической трубы длиной в несколько метров и натянутой по ее оси накаленной проволоки. В таком устройстве наряду с термодиффу-. зией используется также конвекция, которая создает противоток горячего и холодного газа. В конечном счете, газ у верхнего конца трубы обогащается легкой компонентой, а у нижнего —тяжелой. [c.72]

Киланд, пересчитано Крессмана и по данным Китченера Бойд с сотрудниками. Диккель и Мейер, ДОн [c.179]

Часть величин, приводимых в таблице, взята непосредственно из оригинальных работ другая — рассчитана автором по опубликованным значениям соответствующих констант обмена. Величины, взятые у Киланда, относятся к обмену на силикатах. Они построены на экспериментальном материале различных авторов, в основном Маршалла и Гупта (обмен на глинах) и Ротмунда и Корнфельда (обмен на плавленых пермутитах). Величины, полученные Бойдом, Шубертом и Адамсоном, относятся к обмену на метиленсульфокислотной смоле конденсационного типа (амберлит 1К-1). Значения АР, обозначенные в таблице как взятые из работ Крессмана и Китченера, рассчитаны автором этой книги из констант обмена, полученных названными авторами также для конденсационной фенолсульфокислотной смолы. Величины, опубликованные Диккелем и Мейером, определены для ядерной сульфокислотной смолы (вофатит К5). [c.180]

Расчеты Киланда, а также исследования Крессмана и Китченера, как видно из таблицы, относятся к обмену на обменнике в аммонийной форме. Бойд с сотрудниками, а также Диккель с сотрудниками исходят при расчетах, как это видно из той же таблицы, из водородной формы обменника. Чтобы можно было сопоставить данные обмена, полученные Крессманом и Китченером на обменнике в аммонийной форме, с величинами, относящимися к водородной форме обменника, взятой за основу, нужно от соответствующего значения вычесть АР обмена ЫН4—Н, т. е. 447 кал. При сопоставлении ряда величин, полученных разными авторами для обмена на смолах в водородной форме и приведенных в трех последних столбцах, видно, что они вполне удовлетворительно совпадают щелочные металлы располагаются повсюду в одинаковой последовательности. Отдельные расхождения объясняются, вероятно, тем, что эти величины были определены при разных концентрациях раствора, для обменников с различной степенью диссоциации и разных в смысле степени сшивки, для разных анионов возможно, объяснимы также известными отклонениями от ЗДМ. Очень большие отклонения наблюдаются в числах, взятых у Киланда. Эти расхождения отчасти могут зависеть от материала, а возможно, от неполного установления равновесия (гистерезис ), и от того, что данные анализа частично неверны и пр. (в работах более раннего периода, как об этом уже упоминалось раньше, непосредственно определялась концентрация, как правило, только одного иона, а концентрации других рассчитывались по разности). [c.180]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология