Коагуляция частиц в электрическом поле

Упорядочение хаотического движения частиц, например введение искусственных центров коагуляции, наложение электрического поля и пр., также благоприятствует интенсификации процесса. [c.188]

Хотя количественный расчет процесса электрической коагуляции частиц в поле электрофильтра невозможен, однако на основании экспериментальных данных это свойство электрофильтра довольно широко используется в практике газоочистки. Так, например, для улавливания некоторых сортов сажи институт Гипрогазоочистка использует комбинированные установки, состоящие из циклонов и трехпольных горизонтальных электрофильтров, причем электрофильтр устанавливают перед циклонами в качестве коагулятора сажи. Практически частицы некоторых сортов сажи плохо улавливаются электрофильтром даже при небольшой скорости газового потока. При установке электрофильтра перед циклонами удается укрупнить частицы сажи до такой величины, что они удовлетворительно улавливаются в расположенных после электрофильтров циклонах. [c.207]

Образование и закрепление пузырьков газа на поверхности частиц при ЭК—Ф происходит в момент коагуляции и действия электрического поля, что отличает этот метод от метода электрохимической коагуляции с последующим отстаиванием, использующего действие ионов растворяющегося металла и электрофлотации с предварительным вводом коагулянта, основанного на прилипании пузырьков газа к уже сформировав-щимся частицам скоагулированных загрязнений. [c.61]

На рис. 4.3 представлены графики, характеризующие процесс коагуляции и седиментации частиц фазы в неоднородном электрическом поле. Тот факт, что с увеличением частоты тока несколько увеличивается время разделения можно объяснить релаксационными явлениями на границе раздела фаз. [c.68]

В качестве зарядчика целесообразно применять соли с катионами Mg2+, Ре +, А1 +, а противоионом может служить анион КЮз . Регулировать толщину, плотность и равномерность осадка можно, меняя параметры электрофоретического осаждения, напряжение электрического поля, время осаждения, концентрацию и дисперсность твердой фазы металлического порошка. Наибольшее влияние из указанных факторов оказывает напряжение электрического поля, приводящего к сближению и коагуляции частиц. [c.84]

Для разделения жидких и газовых суспензий можно использовать силы электрического поля. При действии на эмульсию поля переменного тока высокого напряжения происходит слияние (коагуляция) мелких капелек диспергированной жидкости в более крупные, которые затем легко осаждаются под действием силы тяжести. Создавая электрический разряд в газе, добиваются заряжения взвешенных в нем частиц, которые затем осаждаются электрическими силами в поле постоянного тока высокого напряжения. [c.421]

Дипольные силы являются дальнодействующими и поэтому на потенциальной кривой взаимодействия частиц в электрическом поле на больших расстояниях всегда имеется потенциальная яма. Ее глубина зависит от напряженности поля и увеличивается с ростом Е. При достаточной глубине энергетического минимума происходит коагуляция частиц, имеющая обратимый характер при снятии электрического поля система восстанавливает первоначальную устойчивость. Энергия дипольного взаимодействия может стать больше потенциального барьера. В этом случае в системе наблюдается необратимая коагуляция. [c.157]

Коагуляция под влиянием электрического поля. Уже сравнительно давно обнаружено, что под действием электрического поля в золях и суспензиях может наблюдаться как разрушение структур, так и образование цепочек частиц. Особенно [c.310]

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]

Различен и механизм обоих явлений. Коагуляция золей происходит обычно в результате сжатия двойного электрического слоя и уменьшения или полного исчезновения электрического заряда на поверхности частицы, являющегося в этом случае основным фактором устойчивости. Выделение же из раствора полимера при добавлении электролита объясняется уменьшением растворимости высокомолекулярного вещества в концентрированном растворе электролита. По аналогии с подобными явлениями в растворах низкомолекулярных веществ такое выделение высокомолекулярного вещества из раствора можно называть высаливанием. Дебай считает, что при высаливании молекулы растворенного вещества вытесняются из электрического поля введенных ионов, которые связываются с полярными молекулами растворителя. Таким образом, высаливание принципиально не отличается от выделения высокомолекулярного вещества из раствора при добавлении к последнему нерастворителя. Как правило, высаливающее действие ионов изменяется соответственно тому порядку, в каком они стоят в лиотропном ряду. Так, катионы по мере уменьшения их высаливающего действия могут быть расположены в ряд [c.466]

Опыты со слабо выраженным внешним эффектом или протекающие в замедленном темпе, а также опыты, демонстрация которых становится опасной при применении больших количеств реагирующих веществ и поэтому обычно демонстрируемых в микро- и полумикроколичествах. Примерами такого рода могут служить опыты, иллюстрирующие молекулярно-кинетическую теорию, а также многие из свойств веществ, объясняемые на ее основе диффузию, осмос, рост н растворение кристаллов, электролитическую диссоциацию, движение ионов или коллоидных частиц в растворах или газах под действием электрического поля, устойчивость и условия коагуляции дисперсных систем, выделение и растворение газов в жидкостях, кинетические явления в растворах, действие катализаторов, набухание, флотация, демонстрация окраски растворов и ее изменения под действием различных факторов, свойства едких, токсичных и взрывоопасных веществ. [c.152]

Коагуляция под действием внешнего поля (электрокоагуляция) может быть как обратимой, так и необратимой. Оба типа электрокоагуляции обусловлены поляризацией ДЭС. Если поляризация столь значительна, что исчезает барьер электростатических сил отталкивания, осуществляется ближняя коагуляция, которая может оказаться практически необратимой. Если же поляризация слабая, так что барьер электростатических сил отталкивания сохраняется, можно ожидать роста глубины дальней потенциальной ямы, поскольку дополнительное взаимодействие между частицами под влиянием электрического поля носит характер сил притяжения. [c.255]

В отличие от коагуляции, стимулируемой введением флокулянтов, при электрокоагуляции исключительно важную роль играет размер частиц (см. раздел ХП1.8). Даже в слабых полях глубина дальнего.минимума на потенциальной кривой для достаточно крупных частиц может составить несколько кТ (так как, например, для сферических частиц дипольный момент возрастает пропорционально третьей степени радиуса). Если, кроме того, учесть, что электрокоагуляция не сопряжена с преодолением барьера, можно заключить, что она практически всегда реализуема для достаточно крупных частиц. Поэтому воздействие электрическим полем может быть более эффективным, чем введение флокулянтов, в особенности для дисперсий, защищенных адсорбционными слоями ПАВ или полимеров. Если адсорбция полиэлектролита на поверхности частиц резко повышает устойчивость дисперсий в отношении электролитной коагуляции, то в отношении электрокоагуляции можно ожидать прямо противоположного эффекта, так как при этом возрастают Кз, дипольные моменты и, следователЬно, энергия поляризационного взаимодействия частиц. [c.381]

Электрофоретическое нанесение лакокрасочных материалов, растворимых в воде, представляет собой усовершенствованный способ погружения, недостатки которого устранены действием электростатического поля. Электрофорез основан на ориентированном перемещении коллоидных частиц в диэлектрической среде. При наложении электрического тока возникают два процесса. Первый — это электролиз, характеризующийся перемещением ионов, образовавшихся при диссоциации электролита. Второй — собственно электрофорез, т. е. движение коллоидных частиц под действием электрического поля в среде с высокой диэлектрической постоянной. Частицы в соответствии со своей полярностью движутся к одному из электродов. Отрицательно заряженные частицы движутся к аноду, т. е. к изделию. На аноде или в непосредственной близости от него происходит потеря электрического заряда и коагуляция частиц. Одновременно с электрофорезом происходит и электроосмос, т. е. процесс, при котором под действием разности потенциалов из лакокрасочного материала вытесняется диспергирующий агент, например вода, и слой загустевает. Технологическим достоинством этого способа является возможность обеспечения высокой степени автоматизации, при которой потери лакокрасочного материала не превышают 5%. Достигается равномерная толщина слоя, которую можно регулировать в пределах 8—45 мкм. Слой не имеет пор и видимых дефектов. Коррозионная стойкость его примерно в 2 раза выше, чем у лакокрасочных покрытий, полученных способом погружения. Линия, в которой использована такая технология, -в основном состоит из оборудования для предварительной подготовки поверхности, оборудования для непосредственно электрофоретического нанесения, включая соответствующую промывку, и оборудования для предварительной и окончательной сушки лакокрасочного покрытия при температуре 150—220° С в течение 5—30 мин. Способ нашел применение в автомобильной промышленности, на предприятиях по производству мебели, металлических конструкций для строительства и в других областях. [c.87]

Факторы, влияющие на коагуляцию и гетерокоагуляцию коллоидных и микрогетерогенных примесей. Агрегаты, образующиеся при гидролизе коагулянтов, взаимодействуют с коллоидными и тонкодисперсными частицами, приводя к их гетерокоагуляции. На эффективность процесса гетерокоагуляции оказывают влияние количество и состав растворенных в воде примесей, концентрация коллоидных и микрогетерогенных примесей, температура, перемешивание, электрическое поле и т. д. [c.21]

При коагуляции в электрических полях в результате диффузии частицы могут сблизиться до такого расстояния, что между ними начнут действовать электрические силы. Тогда их движение становится упорядоченным. Скорость коагуляции в электрическом поле может возрастать или понижаться в зависимости от знака и величин зарядов на частицах. Отношение констант коагуляции для заряженных и незаряженных частиц впервые было рассчитано Фуксом [135]. Позднее этот вопрос был детально рассмотрен Фуксом и Зибелем. [c.829]

Хотя коли чественный расчет процесса электрической коагуляции частиц в поле электрофильтра евоэможен, однако на основании чисто экспериментальных данных это свойство электрофильтра довольно широко используется в практике газоочистки. [c.166]

Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, хлопья коагулянтов — слабый положительный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение, способствующее формированию крупных частиц. В процессе коагуляционной очистки сточных вод происходит соосаждение с минеральными примесями за счет адсорбции последних на поверхности оседающих частиц. Из воды удаляются соединения железа (на 78—89 %), фосфора (на 80—90 %), мышьяка, цинка, меди, фтора и других. Снижение по ХПК составляет 90—93 %, а по БПКб —80—85 % Степень очистки зависит от условий воздействия на коагуляцию дисперсной системы радиации, магнитного и электрического полей, введения частиц, взаихмодействующих с системой и стабилизирующих ее. Воздействие излучения, как и окисление органических соединений озоном способствует разрушению поверхностно-активных веществ (ПАВ), являющихся стабилизаторами твердых и жидких частиц, загрязняющих сточные воды. Под воздействием электрического поля происходит образование агрегатов размером до 500—1000 мкм в системах Ж — Т, Ж] — Ж2 и Г — Т. [c.479]

Между электродами, изготовленными из алюминия (катод) и СтЗ (анод), создается электрическое поле. В результате этого происходят три основные процесса диполофоретическое концентрирование и коалесценция нефтепродукта, коагуляция дисперсной фазы за счет образования гидроксида железа и флотации частиц нефтепродукта образующимся электролизным газом. [c.78]

Воздействие на иефтеводяную эмульсию электрическим полем вызывает коагуляцию частиц дисперсной фазы (капли нефтепродуктов) и, как следствие этого, их коалесценщ1ю. При использовании растворимых электродов образуется гидроксид металла анода, способный адсорбировать на своей поверхности эмульгированные нефтепродукты. Таким образом, метод электрообраиотки открывает новые возможности для глубокой очистки судовых нефтесодержащих вод. [c.91]

Поскольку силы взаимодействия поляризованных частиц загрязнений пропорциональны Е , предполагалось, что при вытянутой форме ассоциатов и близких расстояниях между ними характер сближения будет диполь-ным. Однако, как видно из приведенных выще данных, зффективность разделения в переменном поле оказалась намного ниже, чем в постоянном. Это связано с тем, что в постоянном электрическом поле возможно злектрофоретическое концентрирование частиц и капель, после чего поляризационная коагуляция может протекать как в первичном, так и во вторичном потенциальном минимуме. [c.95]

Влияние заряда на скорость коагуляции частиц очень сложно, и экспериментальные данные по этому вопросу противоречивы. Если все частицы несут заряды одинакового знака, это замедляет коагуляцию, тогда как разноименные заряды, возникающие на частицах в сильном электрическом поле [299], ускоряют агломерацию. Методы расчета с учетом электрических зарядов частиц можно найти в литературе [315]. Влияние температуры, давления и вязкости на скорость агломерации может быть рассчитана из изменения константы коагуляции х при изменении температуры, вязкости и поправочного коэффициента Каннингхема (который представляет собой сложную зависимость длины среднего свободного пробега молекул газа от температуры, давления и вязкости), т. е. (4СА7 /3[х) при 5 = 2. [c.519]

Коагуляция лиофобных дисперсных систем может происходить в результате различных внешних воздействий, например при механичес1юм воздействии (ультразвука), действии электрического поля, при нагревании или замораживании системы. Коагуляция лиофобных золей может быть вызвана также их сильным разбавлением или концентрированием. Наиболее часто коагуляция дисперсных систем происходит при добавлении электролитов. Различают два типа электролитной коагуляции коллоидных систем 1) нейтрализационную, происходящую в результате снижения поверхностного потенциала частиц 2) конпен-трационную, протекающую вследствие сжатия диффузной части двойного электрического слоя (потенциал поверхности в этом случае не изменяется). [c.162]

Очистка нефтепродуктов в электрическом поле применяется недостаточно широко, хотя доказана высокая эффективность этого метода. Механизм удаления частиц загрязнений в электрическом поле обусловлен, вероятнее всего, наличием двойного электрического слоя на поверхности частиц, состоящих из высокополярных молекул и их ассоциатов. В электрическом поле такие частицы неиз(5ежно движутся к электродам. Механизм коалесценции воды в электрическом поле объясняется перераспределением нейтральных зарядов эмульгированных капель воды в диполи, которые ориентируются вдоль силовых линий поля, притягиваются друг к другу и агрегируются Достаточно крупные капли воды выпадают в отстойную зону. Процессу коагуляции микрозагрязнений и коалесценции воды способствует межмолекулярное притяжение, силы которого увеличиваются при сближении капель воды и частиц загрязнений [c.106]

Если очистке подвергается высококонцентрированная жидкость, тогда целесообразно подключать электроды 6 к разным полюсам источника тока, так как в этом случае частицы примесей будут интенсивно коагулировать и уклоняться под действием внешнего поля между противоположно заряженными соседними электродами 6. Если очищается ма-лозагрязненная жидкость, то рациональнее подключить все. электроды 6 к одному полюсу источника тока, а корпус 1 — к другому. В этом случае коагуляция частиц идет медленно.и внешнее поле между электродами 6 не нужно для работы устройства достаточно внешнего поля между каждым электродом 6 и корпусом 1, причем отсутствие электрического поля между сетчатыми электродами 6 уменьшит расход электро- [c.197]

Очистка нефтепродуктов в электрическом поле применяется недостаточно широко, хотя высокая эффективность этого метода доказана [33, 36]. Развитие теории очистки жидких сред от загрязнений явно отстает от практики в настоящее время созданы электроочистители разнообразных конструкций. Механизм удаления частиц загрязнений в электрическом поле обусловлен, вероятнее всего, наличием двойного электрического слоя на поверхности частиц, состоящих, как известно, из высокополярных молекул и их ассоциатов. В электрическом поле такие частицы неизбежно движутся к электродам. Механизм коалесценции воды в электрическом поле объясняется перераспределением нейтральных зарядов эмульгированных капель воды в диполи, которые ориентируются вдоль силовых линий поля, притягиваются друг к другу и агрегируются. Достаточно крупные капли воды выпадают в отстойную зону. Процессу коагуляции микрозагрязнений и коалесценции воды способствует межмолекулярное притяжение, силы которого увеличиваются при сближении капель воды и частиц загрязнений [c.277]

Возникновение электрических полей в нефтегазоводяной смеси изменяет дисперсность частиц в флюиде, что проявляется в изменении проницаемости за счет кольматации-декольматации поровых каналов твердыми частицами или газовыми микропузырьками и компенсирования капиллярного гистерезиса. Высокая чувствительность процессов коагуляции и пептизации к электрическим полям, возможно, является более важным фактором для фильтрации нефтегазоводяной смеси. Образование объемных зарядов порождает электрические поля, которые распространяются со скоростью света и изменяют условия движения флюида на далеких расстояниях от места первичного формирования, что может вызывать диспергирование нефти вдали от контакта нефть—закачиваемая вода ввиду сильной чувствительности коллоидных растворов к внешним воздействиям, а также возможной необратимости изменений, происходящих в таких системах под действием внешних факторов. [c.27]

Аэрозоли, к числу которых относятся туманы, пыль и дымы, состоят из частиц, которые также могут быть электрически заряжены. Эффективная коагуляция подобных систем основана на принципе электрофореза. Обычно в этих целях аэрозоль сначала пропускают через электрическое поле с отрицательным потенциалом, что позволяет адсорбироваться на его частицах достаточно большим электрическим зарядам. Затем аэрозоль пропускают через поле с положительным электрическим потенциалом. Таков принцип действия осадителя Коттрелла (рис. 29.9), который используется в различных отраслях промышленности для удаления вредных коллоидных частиц (дыма) из задымленных газов, для извлечения ценных продуктов из отходов, выбрасываемых вместе с пылью или дымом, либо, наконец, для очистки от пыли воздуха на промышленных предприятиях и в служебных помещениях. [c.499]

Авторы не упоминают о так называемой поляризациониои коагуляции в сильном электрическом поле вызывающем поляризацию частиц В том случае когда линия центров двух поляризованных частиц образует с силовыми линиями не слишком большой угол частицы притягиваются друг к другу и коагулируют При этом в случае твердых частиц образуются цепочечные агрегаты см С Прим ред ) [c.166]

Однако дальнейшие исследования коллоидных систем, особенно изучение зависимости их устойчивости от наличия и концентрации электролитов в растворе, детальное изучение движения частиц в электрическом поле показали недостаточность представлений дисперсоидологии для понимания свойств коллоидных систем. Экспериментальные данные по осаждению коллоидов электролитами (коагуляция коллоидов) получили Шульце (1882) и Гарди (1900), позднее обширные исследования произвели Фрейндлих и Кройт теорию кинетики коагуляции разработал Смолу-ховский (1916) большое значение имело также развитие работ по теории адсорбции и строению поверхностных и мономолекулярных слоев (1917, Лангмюр 1890, Рэлей и др.). В России в этот период важные работы провел Ду-манский (с 1903 г., измерения электропроводности в коллоидных растворах, в 1913 г. применение центрифуги для определения размеров частиц), который с 1912 г. начал читать первый курс коллоидной химии. Весьма важным явилось открытие хроматографии Цветом (1903), исследования поверхностного натяжения растворов Антоновым (1907) и Шишковским (1908), исследования по адсорбции Титова (1910), Шилова (1912) и Гурвича (1912), создание противогаза Зелинским (1916) и т. д. [c.10]

Поведение суспензий и коллоидных систем, в том числе незаряженных и заряженных суспензий, устойчивость суспензий, коагуляция и осаждение частиц на препятствиях, рассматриваются в разделе IV. В главе 8, посвященной незаряженным суспензиям, даны введение в микрогидродинамику частиц, основы теории броуновского движения, рассмотрена вязкость разбавленных суспензий, а также освещены вопросы сепарации суспензий в поле гравитационной и центробежной сил. В главе 9 о заряженных суспензиях рассмотрены вопросы определения заряда частиц, явление электрофореза, движение проводящих капель в электрическом поле, а также образование седиментационного потенциала. В главе 10 рассмотрены вопросы устойчивости коллоидных систем, различные механизмы коагуляции частиц и захват частиц препятствием при прохождении суспензии через фильтры. [c.5]

Расчету сечения столкновения частиц посвящено довольно много работ, которые можно разделить на три группы в зависимости от степени учета сил взаимодействия частиц. Укажем лищь некоторые из них. Первые работы были выполнены Смолуховским [8] в них построена теория коагуляции коллоидов без учета гидродинамических сил взаимодействия частиц. В большинстве последующих работ рассматривалось движение частиц в маловязкой среде применительно к проблемам коагуляции капель и частиц в атмосфере [9, 10]. Учет гидродинамического взаимодействия двух медленно движущихся сферических частиц в вязкой жидкости на основе приближенных выражений, полученных методом отображений и справедливых, только если частицы находятся относительно далеко друг от друга, был сделан в работах [11 — 13]. В частности, в [И] таким образом определено сечение столкновения для двух сферических частиц разного радиуса, осаждающихся в поле силы тяжести. Результаты этой работы были использованы в [12] для расчета сечения столкновения частиц сравнимых размеров в электрическом поле. Расчет сечения столкновения двух заряженных частиц, когда одна из них значительно меньше другой, сделан авторами работы [14]. Более точный учет гидродинамических сил был осуществлен в [13, 15, 16]. Отметим, что в [15] определено сечение столкновения проводящих капель различного размера во внешнем электрическом поле, а в [16] — и с учетом заряженных капель. В последних двух работах учитывались как гидродинамические, так и электрические силы, полученные при точном решении соответствующих гидродинамических и электростатических задач. Во всех указанных работах рассматривалось взаимодействие частиц без учета внутренней вязкости. В работе [17] определено сечение столкновения двух сферических капель, внутренняя вязкость которых отлична от вязкости окружающей жидкости. Там же учтена также сила молекулярного взаимодействия капель, обеспечивающая возможность их коалесценции. [c.255]

Коагуляционные структуры. Как следует из названия, фиксация взаимного положения частиц в этих системах наступает в результате коагуляции (слипания частиц). При достаточной концентрации дисперсной фазы коагуляция ведет к образованию сплошной рыхлой сетки из взаимосвязанных частиц. Наличие определенной прочности такой сетки ведет к превращению жидкой текучей взвеси в желеобразное или пластичное состояние. Отсюда и название структурированного коллоида — гель (gel) — структурированный коллоидный раствор. Коагуляция — наиболее распространенная причина структурирования. Важным частным случаем коагуляционного структурирования является образование параллельных линейных цепочек из связан-HbD между собой частиц при действии на дисперсную систему магнитного или электрического поля. С их изучения и началось становление современной теоретической реологии дисперсных систем. [c.677]