Коагуляция в м оно дисперсных аэрозолях

Явление коагуляции дисперсных систем, т. е. слияния дисперсных частиц с образованием более крупных агрегатов, оседающих из жидкости или газа, представляет важнейшее явление физико-химии коллоидных систем и аэрозолей. [c.212]

Поскольку достаточно большая величина, то, несмотря на малость К , начальная скорость коагуляции весьма существенна. Это приводит к тому, что в начальный момент образования высокодисперсного аэрозоля практически мгновенно происходит укрупнение частиц. Именно благодаря броуновской коагуляции дисперсный состав пыли в технологических газах, поступающих на газоочистку, обычно характеризуется большей крупностью частиц, чем в момент их образования в источнике аэрозоля (в печи). [c.123]

Как следует из изложенного выше, теория Смолуховского справедлива для процесса коагуляции монодисперсного аэрозоля. На практике такого рода аэрозоли встречаются сравнительно редко, поэтому необходимы методы, позволяющие при сохранении основных положений быстрой коагуляции использовать их для расчета процесса коагуляции полидисперсных аэрозолей. Очевидно, в этом плане возможны два подхода. Первый связан с исправлением (уточнением) формул для определения константы коагуляции или, более точно, в подборе таких выражений, которые позволили бы, не вникая в детали дисперсного состава аэрозоля, получать правильные значения скорости коагуляции. Второй подход предполагает разработку математической модели процесса коагуляции именно полидисперсных аэрозолей. [c.124]

Рассчитайте время половинной коагуляции аэрозоля с дисперсностью 0,25 НМ и концентрацией 1,5- 10 кг/м , если константа быстрой коагуляции, по Смолуховскому, равна 3-10 м /с. Плотность частиц аэрозоля примите равной 2,2 г/см . [c.182]

На практике частицы дисперсной фазы выделяют из газовой среды путем изменения скорости и направления потока аэрозоля (инерционное осаждение) фильтрацией, действием ультразвука или электрического поля, введением зародышей и коагуляцией. [c.360]

Ряд методов разрушения атмосферных аэрозолей основан на их коагуляции. Практическое значение таких методов очень велике для сельского хозяйства, так как процесс коагуляции обычно сопровождается отделением дисперсной фазы атмосферных аэрозолей в виде дождя или снега. Большое значение методы коагуляции имеют и в авиации для искусственного рассеивания облако над аэродромами. [c.362]

Проблема устойчивости и коагуляции коллоидных раство ров, как и других дисперсных систем (суспензий, эмульсий, аэрозолей и др.), является важнейшей проблемой коллоидной химии. [c.415]

Рассматривая свойства аэрозолей, прежде всего необходимо отметить, что они обладают значительно меньшей агрегативной устойчивостью, чем коллоидные и дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой. Как мы видели выше, агрегативная устойчивость дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой обусловлена существованием либо двойного электрического слоя, либо сольватной оболочки, либо, наконец, прочной пленки на поверхности частиц. В системах с газообразной дисперсионной средой всякое взаимодействие между поверхностью частиц и средой отсутствует. Правда, ионы, обычно присутствующие в небольшом количестве в газообразной среде, способны адсорбироваться на поверхности частиц и придавать им электрический заряд, однако возникающий заряд невелик и фактором устойчивости служить не может. Поэтому аэрозоли агрегативно неустойчивы, и в них всегда идет самопроизвольная коагуляция, скорость которой зависит от начальной концентрации аэрозоля и подчиняется уравнению Смолуховского для кинетики быстрой коагуляции (см. гл. VI). [c.149]

Электрические заряды отдельных частиц аэрозолей невелики и поэтому они не могут определять агрегативную устойчивость аэрозолей. При высокой дисперсности и кинетической устойчивости аэрозоли агрегативно неустойчивы. Для них характерна быстрая коагуляция. [c.350]

III. Устойчивость дисперсных систем. Сюда входит, с одной стороны, изложение учения о лиофильных, самопроизвольно образующихся термодинамически устойчивых коллоидных дисперсиях, включая дисперсии мицеллообразующих ПАВ. С другой стороны, здесь приводится рассмотрение общих закономерностей обеспечения и нарушения устойчивости лиофобных дисперсных систем с описанием роли теплового движения частиц и представлений о расклинивающем давлении по Дерягину в соответствии с представлениями Ребиндера рассматривается структурно-механический барьер, образованный адсорбционными слоями, как фактор стабилизации, особенно концентрированных дисперсных систем. Этот раздел содержит также описание особенностей стабилизации и разрушения конкретных дисперсных систем с различным агрегатным состоянием фаз аэрозолей, гидрозолей и суспензий, эмульсий, пен, включая изложение теории стабилизации и коагуляции гидрофобных золей электролитами. [c.13]

Газовая дисперсионная среда вносит ряд своеобразных черт в свойства аэрозолей. Прежде всего — это их принципиальная лио-фобность и отсутствие эффективных путей стабилизации. Время разрушения аэрозольной системы определяется только скоростью седиментации или коагуляции. Иначе говоря, устойчивость аэрозолей, во всяком случае аэрозолей с заметной концентрацией дисперсной фазы, носит кинетический характер. [c.271]

Таким образом, аэрозоли, обладая при высокой дисперсности достаточной седиментационной устойчивостью, обычно являются весьма агрегативно неустойчивыми системами и в них всегда идет процесс коагуляции. Этим объясняется сравнительно небольшой срок жизни любого аэрозоля. Существенно, что максимальную неустойчивость проявляют аэрозоли с наиболее крупными и наиболее мелкими частицами. Первые системы неустойчивы из-за большой скорости оседания их частиц, вторые не могут долго существовать вследствие интенсивного броуновского движения, приводящего к столкновению частиц и образованию агрегатов. [c.348]

Невозможно указать точные границы применимости тех или иных физических и химических процессов к какому-либо из принципов обезвреживания выбросов или строго соотнести их с определенными агрегатными состояниями загрязнителей. Так, процессы гравитационного и инерционного осаждения дисперсной части выбросов могуг быть использованы и для отделения газов с высокой плотностью, например, галогенидов тяжелых металлов. В то же время процессы охлаждения и конденсации, широко используемые для газоразделения, применяются и для укрупнения субмикронных конденсационных аэрозолей ( вымораживание поли-циклических ароматических углеводородов, коагуляция туманов). [c.162]

Устойчивость увеличивается также в том случае, когда частицы дисперсной фазы аэрозоля окружены пленкой газа, поглощенного аэрозолем. Она как бы защищает частицу аэрозоля от слипания с другой частицей и, задерживая коагуляцию, увеличивает устойчивость облака. [c.74]

Любая дисперсная система, обладая избытком свободной поверхностной энергии, термодинамически неустойчива и стремится уменьшить дисперсность частиц либо путем коагуляции, т. е. слипания отдельных элементов структуры в агрегаты, либо переконденсации — перетока вещества дисперсной фазы от мелких частиц к более крупным через дисперсионную среду [1—4]. Процесс переконденсации происходит в дисперсных системах с разным агрегатным состоянием вещества дисперсной фазы и дисперсионной среды при твердении минеральных вяжущих веществ, при гидротермальной обработке адсорбентов, катализаторов и природных дисперсных минералов, при кристаллизации и соосаждении веществ из растворов, при созревании и старении осадков и фотоэмульсий, в аэрозолях и т. д. [c.3]

Использование для целей пылеулавливания центробежных сил в инерционных пылеулавливателях и электростатических сил в электрофильтрах в ряде случаев не обеспечивает требуемой стенени очистки воздуха от тонко-дисперсной ныли. Поэтому в системах пылеулавливания обычно используют двух-или многоступенчатую очистку. При этом значительной эффективности процесса можно достигнуть предварительным укрупнением тончайших частиц посредством ультразвука с последующим улавливанием образовавшихся укрупненных частиц [193]. Первые работы в этой области появились около 30 лет назад, однако в то время еще не было экономически выгодных источников ультразвуковых колебаний в воздушной среде. И лишь в 1947 г. была создана первая опытная установка для очистки сажи с использованием звуковых сирен [194]. Надо отметить, что из существующих в настоящее время источников ультразвука в воздушной среде наиболее эффективными являются сирены (см. стр. 61). Оптимальные частоты коагуляции аэрозолей лежат в диапазоне 10- -20 кгц. [c.237]

Выбор способа выражения для распределений размеров частиц зависит от того, какие свойства последних нужно характеризовать. Например, при вычислении скорости тепловой коагуляции аэрозолей необходимо знать счетное распределение. Интегральные кривые находят себе применение при расчете полноты отделения дисперсной фазы от дисперсионной среды в различных аппаратах. Для характеристики промышленных порошкообразных материалов обычно указывается весовой процент фракции, остающейся на сите определенного номера и проходящей через сито другого номера. [c.13]

Аэрозоли, обладая при высокой дисперсности достаточной седиментационной устойчивостью, обычно являются агрега-тивно неустойчивыми системами, и в них всегда, начиная с момента образования, идет процесс коагуляции. Этим объясняется сравнительно небольшой срок жизни любого аэрозоля. Максимальную неустойчивость проявляют аэрозоли с наиболее крупными и наиболее мелкими частицами. [c.20]

Аэрозоли находят широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве и в быту. Туманы, получаемые механическим диспергированием, применяют для опыления, опрыскивания, увлажнения, создания защитных завес и т. д. Размер частиц в таких туманах составляет не менее 1,0—1,5 мкм, что является основной причиной их быстрого гравитационного осаждения и коагуляции. Наиболее стабильны туманы, получаемые при конденсации пересыщенных паров — метод, который нередко выступает в качестве необходимой стадии технологического процесса получения многих продуктов. Так, устойчивые конденсационные туманы образуются в производстве серной, хлороводородной и фосфорной кислот, в процессах хлорирования, сульфирования, гидрохлорирования, при термическом разложении некоторых солей, гидролизе ряда газов. Вследствие высокой дисперсности и часто сильной агрессивности дисперсных частиц разрушение таких туманов представляет весьма сложный и дорогостоящий процесс. [c.405]

У аэрозолей наблюдается интересный случай коагуляции под действием температуры. Около внесенного горячего тела (200°) аэрозоль разрушается, и получается пространство, свободное от дисперсной фазы . [c.232]

На всех этапах формирования аэрозольной системы протекает коагуляция, влияние которой становится заметным при достаточно большом значении численной концентрации. При очень высоком значении N (когда скорость образования зародышей велика) изменение дисперсности и численной концентрации аэрозоля в период гомогенной конденсации пара протекает по коагуляционному механизму [c.264]

Коллоидные системы, особенно золи, являются системами неустойчивыми. Для многих из них достаточно прибавление электролита или механическое воздействие (золи, суспензии) добавки некоторых веществ (эмульсии), увеличение концентрации диспергированной фазы (лиозоли, аэрозоли), чтобы вызвать укрупнение частиц, а затем и выделение раздробленного вещества. Такое явление носит название коагуляции. Способность коллоидных систем к коагуляции, связанной с укрупнением частиц и образованием сравнительно крупных агрегатов, переходом от более дисперсной системы к менее дисперсной, позволяет оценивать их с точки зрения их агрегативной устойчивости, т. е. способности сохранять первоначальную степень дисперсности. [c.18]

Широкое распространение получили методы фильтрования аэрозолей. Однако эффективность всех методов уменьшается с увеличением дисперсности аэрозолей, поэтому для разрушения высокодисперсных аэрозолей используют методы предварительной коагуляции. 1-1аиболее широкое распространение в промышленности получил метод улавливания аэрозолей, основанный на конденсации паров жидкости (обычно воды) в среде аэрозоля. Частицы аэрозоля, выступая в качестве центров конденсации, укрупняются и коагулируют вследствие конденсации на них паров воды, что облегчает их улавливание. [c.406]

Броуновская коагуляция играет суш ественное. чначение в самый начальный момент образования высокодисперсного аэрозоля, так как способствует практически мгновенному укрупнению частиц. Именно благодаря броуновской коагуляции дисперсный состав пыли в технологических газах, поступающих на газоочистку, практически всегда характеризуется большей крупностью частиц, чем в момент их образования в реакторе (источнике пылеобразования). [c.33]

Ультразвуковой метод обработки газов и жидкостей [5.2, 5.55, 5.58]. Метод основан на воздействии ультразвуковых колебаний на системы Г — Т, Ж —Т, Ж1 — Жг, Г — Ж. Под действием ультразвука получают устойчивые эмульсии двух несмешивающих-ся жидкостей, измельчают твердые тела, повышая дисперсность частиц и устойчивость суспензий, диспергируют жидкость в газе с образованием тумана из частиц диаметром 0,5—5 мкм. В то же время воздействие звуковых колебаний на дисперсные системы (дымы, пыли, туман и т. д.) при определенных условиях приводит к быстрой коагуляции аэрозолей и взвесей с образованием осадков. Ультразвуковые волны при прохождении через жидкость способствуют ее дегазации и ускоряют диффузионные процессы. В 3—4 раза ускоряются сорбционные процессы при ионообменной [c.483]

В связи с этим для упрощения задачи был введен ряд допущений, как малое содержание дисперсной фазы отсутствие коагуляции и дробления частиц монодис-персный состав аэрозолей так и отсутствие химического взаимодействия между газовой фазой и дисперсной средой, а также частиц между собой. [c.312]

Коагуляция аэрозолей и осаждение аэрозольных частиц. Аэрозоли — неустойчивые дисперсные системы, в которых интенсивное броуновское движение вызывает уменьшение концентрации частиц. Они не имеют факторов стабилизации, характерных для лиозолей. Однако во многих случаях скорость их естественной коагуляции недостаточна, а распределение частиц в пространстве нежелательно. Это в первую очередь относится к отходящим газам промышленного производства. Для очистки газов увеличивают число соударений частиц, применяя звуковые колебания частотой 1—10 кГц. Иногда скорость коагуляции повышают, вводя в систему с газовой дисперсной фазой другой аэрозоль с более крупными частицами. Крупные частицы служат ядрами конденсации, на которых скапливаются мелкие частицы коагулируемого аэрозоля. [c.190]

Аэрозоли относятся к системам агрегативно неустойчивым. Каждое соприкосновение, образуюш,их дисперсную фазу частиц, приводит к их слипанию с последующим выпадением в осадок. Поатому-.нельзя получить аэрозоли высокой KOHneHTpaHHiti,. jaK как в результате броуновского движения происходит быстрое слипание частиц (коагуляция) с выпадением их в осадок. [c.350]

В теорию явления коагуляции, а следовательно, и устойчивости дисперсных систем (золи, суспензии, аэрозоли) большой вклад внес Б. В. Дерягин, который еще в 1937 г. вместе с Л. Д. Ландау впервые развил представления, объясняющие явление коагуляции. В 1948 г. эту теорию дополнили голлаидские ученые Овербек и Феервей, и ее теперь называют по начальным буквам фамилий авторов — теорией ДЛФО. Взаимодействие между коллоидными частицами обусловливается суммированием молекулярных сил притяжения между всеми молекулами на поверхности и в объеме контактирующих коллоидных частиц. [c.234]

Многие специфические свойства аэрозолей связаны с особенностями дисперсионной среды — воздуха, его низкой вязкостью и малой электропроводностью. Лиофобность аэрозолей и высокие коэффициенты диффузии в газовой фазе обусловливают большую скорость процессов изотермической перегонки и коагуляции, следствием которых является нарушение агрегативной устойчивости системы. Малая вязкость дисперсионной среды приводит к тому, что частицы быстро оседают, н аэрозольная система разрушается при значительно меньших размерах частиц или их агрегатов, чем лиозоли. В результате концентрация и дисперсность исходно высокодпсперсных аэрозолей достаточно быстро падают. В реальных аэрозолях концентрация дисперсной фазы, как правило, составляет не более 10 —10 частиц/см , что значительно ниже концентрацин лиозолей, достигающей 10 частиц/см . Размер частиц в большинстве аэрозолей оказывается в интервале 10 —10 см более крупные частицы быстро оседают, а мелкие исчезают вследствие коагуляции. [c.272]

Для дисперсных систем, в кото]рых процессы коагуляции и коалесценции идут с очень малыми а<оростями, и при значительной растворимости вещества дисйерсной фазы в дисперсионной среде, падение дисперсности может (5ыть обусловлено диффузионным переносом вещества дисперсной фазы от малых частиц к более крупным. Эти широко распространенные в природе процессы могут протекать в самых различных дисперсных системах лиозолях, суспензиях, эмульсиях, пенах, аэрозолях, системах с твердой дисперсионной средой, в том числе сплавах и горных породах. Закономерности процеа ов изотермической перегонки в различных системах близки. Это обусловлено одинаковым характером движущих сил процессов и механизмов их протекания — диффузионного переноса вещества дисперсной фазы под действием градиентов химических потенциалов, связанных с различием кривизны поверхности частиц разного размера. [c.324]

Электрические заряды отдельных частиц аэрозолей очень невелики, и поэтому они не могут определять агрегативную устойчивость арозолей. При высокой дисперсности и седиментационной устойчивости аэрозоли агрегативно неустойчивы. Для них характерна быстрая коагуляция, особенно если аэрозоли полидисперсны и частицы их противоположно заряжены. Укрупнение частиц аэрозолей, в частности капелек тумана, возможно и при изотермической перегонке, при которой мелкие капельки испаряются и за счет этого увеличивается размер крупных капель. [c.233]

Выбор пылеуловителя обусловлен физ.-хим. св-вами частиц и очищаемых газов, но определяющим служит дисперсный состав (размер) улавливаемых частиц. При коагуляции первичные частицы объединяются в агломераты, т. е. укрупняются. Поэтому в технике П. важную роль играет т. наз. стоксовский размер-диаметр сферич. частицы, имеющей такую же скорость осаждения, как и данная несферич. частица или агрегат. Размер частиц иек-рых аэрозолей [c.146]

Подобно эмульсиям и суспензиям, аэрозоли с жидкой и твердой дисперсной фазой различаются тем, что частицы первых имеют правильную шарообразную форму и ири встречах способны обычно сливаться, в то время как вторые содорн ат частицы очень разнообразной, часто сильно анизодиаметрической формы и при коагуляции образуют рыхлые агрегаты, удельный вес которых часто гораздо меньше, чем удельный вес вещества, из которого они получены. [c.253]

Разрушение аэрозолей, играющее столь большую роль во многих производствах как средство борьбы с ними, сводится к отделению вещества дисперсной фазы от дисперсионной газовой среды, т. е. процесс этот в основном является коагуляционным. Поэтому и методы борьбы с устойчивыми аэрозолями должны основываться на устранении действия стабилизирующих факторов. Но для коагуляции аэрозолей не может быть применен основной способ коагуляция, употребляемый для лиофобных золей,— действие электролитов-коагуляторов. Зато два других общих приема—взаимная коагуляции и электрофорез, особенно последний, находят широкое практическое применение. Так, на опыте удалось показать, что путем разбрасывания с самолета высокораздробленного и отрицательно заряженного песка на верхнюю, часть облаков можно вызвать коагуляцию последних, т. е. вызвать не что иное, как искусственный дождь. Что касается электрофоретического метода, то в соответствии с особенностями аэрозолей он принял здесь совершенно особый характер в технике он известен под названием метода Коттреля чтобы сообщить частицам достаточно большую скорость (с помощью электронной ионизации воздуха), напряжение постоянного тока доводят до 50000 в и более. [c.263]

Попытки применения ультразвука в технологии впервые предприняты примерно в 30-е годы, например, в области диспергирования твердых и жидких тел, коагуляции аэрозолей [37]. Этой области посвящены очень многие работы, среди которых первостепенное значение имеют труды П. А. Ребиндера, Б. В. Дерягина, Н. В. Чураева и их учеников по физической химии дисперсных систем, работы А. С. Предводителева, В. Ф. Ноздрева, И. Г. Михайлова в области молекулярной акустики, исследования сотрудников Акустического института АН СССР и, прежде всего, работы Л. Д. Розенберга и М. Г. Сиротюка по кавитации, О. И. Макарова по преобразователям, С. А. Не-дужего по акустическому эмульгированию, А. П. Капустина по кристаллизации, О. И. Бабикова по разработке ультразвуковых приборов. [c.3]

Процесс объединения частиц дисперсной фазы в более крупные агрегаты (коалесценция) при акустическом воздействии всегда сопровождает процессы диспергирования и эмульгирования. Однако в отличие от разделения дисперсных частиц объединение их происходит с уменьшением поверхностной энергии и поэтому протекает самопроизвольно. Ьольшая часть известных работ в этой области посвящена экспериментальному и теоретическому определению условий коагуляции конкретных дисперсных систем. Теоретические исследования в основном посвящены вопросам коагуляции аэрозолей и гидрозолей. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология