Поверхностно-активные вещества массопередачу

Елен ков Д., Теор. основы хим. технол., 1, 158 (1967). Влияние добавок поверхностно-активных веществ на массопередачу в системах газ—жидкость и жидкость-жидкость. [c.270]

Влияние различных поверхностно-активных веществ на массопередачу при абсорбции. [c.279]

С увеличением их концентрации сопротивление массопередачи возрастает. В ряде случаев сопротивление проходит через максимум [26]. Иногда после максимума дальнейшее добавление поверхностно-активных веществ снова приводит к развитию вихрей. В некоторых случаях сопротивление массопередаче в максимуме может остаться постоянным [27 ]. Во всяком случае, действие различных поверхностно-активных веществ весьма специфично. [c.145]

Поверхностные явления при массопередаче связаны с различного рода нарушениями поверхности контакта фаз, с предварительной адсорбцией или хемосорбцией компонента на поверхности контакта, приводящей к изменению общего сопротивления массопередачи [74]. К поверхностным явлениям относятся межфазовая-турбулентность (гидродинамическая неустойчивость поверхности контакта фаз) и межфазовый (энергетический) барьер переходу вещества через границу раздела фаз при медленной химической реакции или наличии поверхностно-активного вещества (ПАВ) в жидкости.. [c.105]

Сложный и недостаточно изученный механизм массопередачи в присутствии ПАВ во многих случаях затрудняет получение надежных и достоверных экспериментальных данных по кинетике массопередачи. При этом следует учесть также и тот факт, что загрязняющие примеси, присутствие которых в полупромышленных, промышленных и даже в лабораторных колоннах практически всегда неизбежно, могут оказаться поверхностно-активными веществами. [c.108]

Определение фазы, кинетика массообмена в которой лимитирует процесс массопередачи, является обязательным условием при конструктивном и технологическом оформлении ректификации. В зависимости от контролирующей фазы ректификации по-разному сказывается влияние различных факторов на эффективность разделения и очистки веществ. К их числу в первую очередь следует отнести влияние давления (температуры) на кинетику процесса [54], влияние распределения жидкости по насадке на ВЕП [55], влияние поверхностно-активных веществ [56] и др. Кроме того, расчленение общего коэффициента массопередачи на коэффициенты массоотдачи является необходимым этаном при обобщении экспериментального материала по ректификации различных веществ. При этом совершенно четко выявляется влияние гидродинамических режимов и физических свойств фаз, а также конструктивных элементов аппарата на скорость массоотдачи в каждой фазе. [c.93]

Непосредственно у места ввода газа локальные значения коэффициента массопередачи, вероятно, повышены, что обусловлено большой относительной скоростью. Однако в реакторе, имеюш ем значительную высоту, на долю этой зоны приходится лишь незначительная часть обш ей межфазовой поверхности. В реакторах с механическим перемешиванием потребляемая мешалкой мощность влияет на средний размер пузырей, но относительно мало сказывается на величине коэффициента массопередачи. Небольшие добавки обычно применяемых поверхностно-активных веществ или растворов электролитов могут привести к значительному увеличению межфазовой поверхности. [c.119]

Сопротивление поверхности при адсорбции малых количеств поверхностно-активных веш еств. Поверхностно-активные вещества могут адсорбироваться на поверхности раздела фаз. Присутствие некоторых из них даже в очень малых концентрациях приводит к значительному снижению скорости массопередачи. Например, введение б-Ю г поверхностно-активного вещества на 100 мл жидкости снижает скорость массопередачи более чем на 68% Оказывая такое действие, поверхностноактивные вещества вносят дополнительное сопротивление массопередаче, которое должно учитываться третьим слагаемым, вводимым в правую часть уравнений (У,60) и (V,61). Хотя механизм массопередачи в присутствии поверхностно-активных веществ еще недостаточно изучен, их действие может быть различным. [c.201]

Льюис проводя опыты в диффузионной ячейке, нашел, что неподвижная протеиновая пленка, адсорбированная на поверхности раздела фаз, заметно уменьшает скорость процесса массопередачи, в то время как подвижные пленки других поверхностно-активных веществ не оказывают подобного действия. Движение капель одной жидкости в другой обычно происходит при скоростях, более высоких, чем движение твердых сфер. Это объясняется подвижностью поверхности жидкость — жидкость, в результате которой возникает циркуляция жидкости внутри движущихся капель. Если присутствие поверхностно-активных веществ делает поверхность капли менее подвижной, можно ожидать, что в присутствии этих веществ скорость подъема (или падения) капель будет уменьшаться, достигая в пределе скорости движения твердых сфер скорость экстракции при этом должна замедляться. Такая гипотеза подтверждена экспериментально [c.202]

Предложена теория согласно которой при движении капли поверхностно-активное вещество смывается в ее кормовую часть, приводя к образованию градиента граничного натяжения вдоль поверхности капли. Градиент граничного натяжения препятствует движению поверхности, вследствие чего поведение капли становится подобным поведению твердой сферы. Если массопередача через различные участки поверхности раздела фаз происходит с различными скоростями (как в случае движущейся капли), вдоль поверхности раздела могут образовываться градиенты концентраций и соответственно градиенты граничного (межфазового) натяжения. [c.202]

Скорость массопередачи. Если капля не осциллирует и на ее поверхности не адсорбированы поверхностно-активные вещества, величина коэффициента массоотдачи, вероятно, находится в пределах значений, получаемых по уравнениям (V, 88) и (V, 89). Критерий Пекле равен [c.215]

Джемс, Гиддингс и Эйринг [75], используя стеклянные микросферы в качестве твердого носителя, исследовали сопротивление массопередаче через слой поверхностно-активного вещества, добавляемого к неподвижной фазе. [c.93]

На массопередачу в экстракторах оказывают также влияние примеси поверхностно-активных веществ (ПАВ) на поверхности раздела фаз. Даже при очень малых концентрациях ПАВ способны подавлять деформацию капель, внутреннюю циркуляцию в них и нестабильность межфазной поверхности. Когда ПАВ адсорбируются на поверхности капель, то чаще всего, вследствие изменения гидродинамических условий, создается добавочное сопротивление массопереносу на границе раздела фаз. [c.257]

Добавление поверхностно-активных веществ к жидкости, стекающей в виде тонкой пленки, уменьшает частоту и амплитуду вихреобразования. Поверхностно-активные вещества действуют как барьер при прохождении диффундирующих молекул (с увеличением их концентрации, сопротивление массопередачи увеличивается). [c.10]

Действие сильных поверхностно-активных веществ на массопередачу не зависит от присутствия примесей. [c.11]

Присутствие в кристаллизующемся растворе поверхностно-активных веществ (ПАВ) может оказывать существенное влияние на результат процесса кристаллизации, как процесса гетерогенного. ПАВ, адсорбируясь на поверхности кристаллов, могут изменять скорости образования и роста кристаллов, как вследствие изменения поверхностной энергии на границе раздела фаз, так и вследствие торможения процесса массопередачи к поверхности кристалла, вызванного дополнительным сопротивлением адсорбционного слоя ПАВ. Избирательно адсорбируясь на гранях кристаллов с различными индексами, ПАВ вызывают изменение габитуса кристаллов. [c.51]

Для уменьшения вихреобразования в систему обычно вводят поверхностно-активные вещества, которые стекают с поверхности капли в виде тонкой пленки и препятствуют прохождению диффундирующих молекул, увеличивая сопротивление массопередачи. Влияние поверхностно-активных веществ носит специфический характер и зависит от их концентрации. [c.54]

В работе [258] исследовалось влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на коэффициент массопередачи при лимитирующем сопротивлении дисперсной фазы. Известно, что [c.191]

Что касается скорости массопередачи, то она определяется скоростью диффузионных процессов в водной и органической фазах и скоростью перехода комплексных соединений через границу раздела. В свою очередь, эти процессы зависят от таких факторов, как размеры и форма комплексного соединения, вязкость растворителя, наличие поверхностно-активных веществ и т. д. [c.243]

S р г i п g е г Т. G., Pigford R. L., Ind. Eng. hem., Fund., 9, 458 (1970). Влияние турбулентности у поверхности раздела жидкости с газом (в процессе абсорбции двуокиси углерода водой) и присутствия растворимых и нерастворимых поверхностно-активных веществ на скорость массопередачи. [c.289]

Наличие поверхностно-активных веществ (ПАВ) значительно снижает скорость массопередачи. Так, Менсинг и Шугерл [80] показали, что уже сравнительно низкие концентрации ПАВ затормаживают циркуляционное движение внутри капель. Дальнейшее увеличение концентрации ПАВ приводит к полной экранизации поверхности контакта. В этом случае скорость массопередачи определяется диффузионным сопротивлением пленки ПАВ, и экспериментальные данные теряют всякую ценность. Поэтому при проведении эксперимента следует остерегаться использовать резиновые пробки, шланги, а также различного рода смазки для кранов. [c.216]

Б. Работы Линде и др. В ранних работах Линде [25, 26 [ наблюдал межфазную упорядоченную конвекцию нри массопередаче поверхностно-активных веществ (пентадецилсуль-фат натрия и цетилсульфат натрия) из изоамилового спирта в воду. Развитие единственной большой конвектиной ячейки было замечено при боковом шлировом просмотре через стенку аппарата. [c.232]

Некоторые важные работы выполнены Ритема [9—12] и посвящены исследованию реакций в системе жидкость — жидкость. Основная мысль исследователя заключается в том, что коалесценция п диспергирование оказывают определяющее влияние на массоперенос, сопровождающийся химической реакцией, в системе жидкость — жидкость. Поэтому все реакции, кроме самых медленных, контролируются массопередачей. Ритема [9] рассматривает степень дисперсности и влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ). Результаты исследования в реакторе периодического действия представлены для системы бензол — вода перемешиваемой со скоростью 1300 об/мин. Степень дисперсности контролировали по интенсивности проходящего света. Показано, что равновесный размер капель не был достигнут в течение 6 ч. Это, очевидно, выдвигает серьезные сомнения в возможности проектирования непрерывных реакторов на основе данных, полученных в реакторе периодического действия. [c.362]

Вопрос о том, может ли граница раздела фаз оказывать дополнительное сопротивление массопереносу, неоднократно обсуждался в литературе [36—40]. Обзор Брауна [41] почти полностью посвящен влиянию поверхностно-активных веществ на скорость переноса вещества через межфазную границу. Хотя механизм влияния ПАВ на скорость массопередачи остается до конца не выясненным, тем не менее большинство исследователей приходит к выводу, что дей- i ствие ПАВ заключается в изменении гидродинамической остановки возле границы раздела фаз, т. е. способствует уменьшению коэффициентов массоотдачи. Последнее проявляется как дополнительное сопротивление массопередаче, но ничего общего с сопротивлением межфазной границы не имеет. Если это действительно так, то ПАВ не должны оказывать влияния на кинетику массопередачи в непере-мешиваемых двухфазных системах. Однако Витакер и Пигфорд [42] обнаружили сопротивление межфазной границы при абсорбции SO неподвижной водной фазой и отнесли его за счет присутствия поверхностно-активного хромотропного индикатора. Одним из возможных объяснений механизма влияния этого ПАВ, по мнению авторов, является образование электрических слоев на границе раздела фаз, оказывающих тормозящее действие переносу вещества. Вопрос о механизме этого торможения остался неясным. [c.386]

Механизм такого снижения коэффициентов массоотдачи в газовой фазе по сравнению со значениями, предсказываемыми теорией конвективного массопереноса, еще не достаточно изучен. Можно предположить, что это является следствием образования на границе раздела фаз энергетического или механического барьера из адсорбированного слоя молекул растворимых или нерастворимых веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ), специально вносимых в жидкую фазу в небольших количествах, на скорость массопередачи исследовалось неоднократно [5]. Такое влияние в основном является негативным, однако при некоторых видах ПАВ может приводить и к ускорению массопередачи. Уменьшение скорости массопереноса при добавках ПАВ происходит не только вледствие изменения гидродинамических условий, в частности подавления циркуляции внутри капли или пузыря. Разработана модель [16], согласно которой растворимые ПАВ адсорбируются поверхностью капли или пузыря и накапливаются в кормовой ее части в количествах, достаточных для создания межфазного сопротивления или барьера. Присутствие не растворимых в воде веществ также может способствовать уменьшению скорости массопереноса. В [48] отмечается, что скорость испарения воды в пузырек падала в несколько раз, когда в воде присутствовали капельки не растворимого в ней ундекана, которые могли захватываться всплывающим пузырьком и экранировать его поверхность. Однако в настоящее время нет ответов на вопросы о том, могут ли незначительные количества ПАВ или загрязнений, содержащихся в обычных жидкостях, создать на поверхности [c.286]

Когда степень пропитки носителя понижается, наблюдается быстрое уменьшение ВЭТТ вследствие уменьшения члена в уравнении (25). Однако при степени пропитки ниже 5—10% коэффициент сопротивления массопередаче в жидкой фазе сильно не изменяется, если df остается постоянной. По существу это связано с явлением смачиваемости. Жидкая фаза чаще всего распределяется на твердом носителе в виде мельчайших капелек и заполняет некоторые поры. Ее структура не очень похожа на регулярную пленку. К заметному улучшению иногда приводит использование поверхностно-активных веществ, хотя во многих случаях эти вещества, более вероятно, действуют как оелабителн хвостообразования посредством подавления актив-1 ых цслтроз на поверхности носителя, а не как поверхностноактивные вещества [30]. [c.136]

Поверхностно-активные вещества адсорбируются на поверхности контакта в виде инородного мономолекуляриого слоя и изменяют общее сопротивление массопередаче. [c.107]

В настоящее время ведутся интенсивные исследования кинетики массопередачи в присутствии ПАВ [87, 88]. Однако механизм массопередачи с добавкой ПАВ еще недостаточно изучен. Считается, что адсорбированный слой ПАВ может оказывать различное влияние на кинетику массопередачи создавать дополнительное сопротивление массопередаче при равномерном распределении ПАВ по всей поверхности контакта или уменьшать, блокировать часть поверхности контакта фаз. Присутствие ПАВ неодинаковым образом влияет на интенсивность массопередачи в положительных и отрицательных смесях [84] и поэтому может различно влиять на скорость массопередачи разных компонентов. Так, при разделейии положительной смеси добавление ПАВ подавляет циркуляцию потоков в дисперсных системах и способствует образованию стабильной жидкостной пленки на поверхности насадки из-за уменьшения подвижности поверхности раздела фаз [77]. В отрицательных системах добавление ПАВ вызывает гидродинамическую неустойчивость поверхности контакта фаз и увеличивает интенсивность массопередачи [89]. Установлено, что интенсивность массопередачи в этом случае увеличивается тем больше, чем меньше длина цепи молекул поверхностно-активного вещества. [c.107]

Это явление сопровождается также спонтанным эмульгированием, пульсированием и волнообразованием на поверхности раздела фазТакая активность поверхности приводит к увеличению скорости массопередачи вследствие возрастания величины к (по сравнению со значением коэффициента массоотдачи к при стабильной межфазовой поверхности) и увеличения поверхности массопередачи. В некоторых случаях скорость массопередачи возрастает в десять раз и более >74 Часто отмечается, что межфазовая турбулентность возникает только при определенном направлении массопередачи и заметно подавляется поверхностно-активными веществами. Этот эффект влияет также на производительность экстрактора [c.203]

Прн наличии третьего компонента, даже в том случае, когда фазы находятся в равновесии, в уравнение (XI, 2) вместо значения граничного натяжения бинарной системы ог необходимо ввести величину эффективиого граничного натяжения тройной системы озЕ, являющуюся средней между значениями Ог и граничного натяжения Оз равновесной тройной системы. Величина (о2 — (Тзе)/(сг2 — аз) примерно равна единице для растворов, содержащих небольшие молекулы органических веществ, и снижается до 0,4 при наличии поверхностно-активных веществ. Влияние массопередачи на размер капель в последнем случае неизвестно. Симес указывает также, что размер капель зависит от вязкости сплошной фазы, однако количественно эта зависимость с достаточной точностью не установлена. [c.526]

Гарнер и Хэл 20 сделали допущение, что общий коэффициент массопередачи /(п/ равен коэффициенту Кп для движущейся капли, но, учитывая зависимость (XI, 9), следует вводить в расчет лишь 0,6 от времени образования капли. Это допущение следует, однако, считать произвольным. Хертис также использовал гипотезу Хигби, но при этом предположил, что основное сопротивление массопередаче сосредоточено внутри капли (это предположение принял также Джонсон ). Однако опытные данные Хертиса не соответствовали его модели. По-видимому, сопротивление массопередаче в капле очень невелико, и уравнение (XI, 10) должно давать в обычных условиях удовлетворительные результаты. Влияние же поверхностно-активных веществ, межфазовой турбулентности и других подобных явлений [c.528]

Исследованиями Бой-Кристенсена и Терьссена [15] по экстракции в системе жидкость — жидкость с добавлениями поверхностно-активных веществ показано, что действие поверхностноактивных веществ сводится к исключению эффекта ассоциации капель. Адсорбированные молекулы поверхностно-активного вещества делают жидкие капли эквивалентными твердым сферам, создавая барьер, затрудняющий диффузию вещества внутрь капель. Эта эквивалентность проявляется в установленной аналогии полученных результатов по массопередаче к каплям с адсорбированными поверхностно-активными веществами и данными по. массопередаче к падающим твердым шарикам и каплям в воздухе. Получаемые предельные скорости движения капель при экстракции с поверхностно-активными веществами близки к таковым для твердых сфер. [c.10]

В некоторых случаях экспериментальные результаты, полученные при аналогичных условиях, приводили разных авторов к различным значениям коэффициента массопередачи. Обычно для объяснения подобного рода расхождений экспериментальных данных предполагалось, что пониженное значение коэффициента массопередачи связано со случайным наличием в используемой аппаратуре поверхностно-активных вегцеств. В этой связи было бы полезно учесть влияние поверхностного натяжения на границе фаз на скорость массопередачи. Подобная попытка была предпринята в работе Тимсона и Дюнна [12]. Благодаря вязкому трению поверхностный слой капли смещается по направлению движения сплошной фазы и концентрация поверхностно-активных веществ в слое уменьшается, вследствие чего вдоль поверхности капли возникает градиент поверхностного натяжения, что в свою очередь приводит к силам, стремящимся двигать поверхностный слой против движения сплошной фазы. Предполагая, что поверхностный слой подвержен действию лишь силы вязкого трения и силы поверхностного натяжения, авторы получили для скорости перемещения поверхностной пленки по отношению к ядру сплошной фазы Уа простое выражение [c.27]

В работе [62] исследовалось Влияние поверхностно-активных веществ на коэффициент массопередачи при лимитирующем сопротивлении дисперсной фазы. Известно, что присутствие ПАВ в потоке приводит к частичному игчи полно.му прекращению цирку ляции жидкости внутри капли. Следует ожидать, что в этом случае значения коэффициента массопередачи будут находиться в области между кривыми / и 2 на рис. 2.15. Это подтверждается опытными данными работы [62]. [c.82]

Известно, что введение в систему поверхностно-активных веществ существенно изменяет скорость массопередачи, причем механизм их влияния долгое время составлял предмет дискуссии [146—152]. В 1953 г. Тержесен с соавторами [153—158] разработали теорию, согласно которой уменьшение скорости массопередачи при введении в систему поверхностно-активных веществ (ПАВ) связано с адсорбцией молекул на межфазной поверхности. Адсорбированные на поверхности молекулы экранируют ее и таким образом снижают активную поверхность контакта фаз. При этом поверхностное сопротивление (в сек1см) связано с концентрацией ПАВ — с Св (г/100 мл) соотношением [c.73]

Гиддингс и сотр. [75, 76] изучали влияние поверхностно-активных добавок на эффективность колонки с водой, нанесенной на стеклянные шарики. Газом-носителем служил увлажненный гелий. Опыты, проведенные при 2° С, показали, что небольшая добавка к воде поверхностно-активных веществ, в частности цетп-лового спирта, ведет к резкому расширению пика сорбата вследствие дополнительного сопротивления массопередаче па поверхности. [c.93]

Принцип аддитивности сопротивлений не может быть использован, пока надлежащим образом не определены все сопротивления. Если на границе раздела фаз имеется поверхностно-активное вещество, то разумеется, нужно учитывать диффузионное сопротивление поверхности раздела. Кроме того, при наличии поверхностно-активного вещества возможны изменения к или ку либо обоих коэффициентов одновременно. Даже когда поверхность является чистой, под воздействием массопередачи может возникнуть поверхностная турбулентность, которая значительно повышает коэффициенты массоотдачи в одной или в двух находящихся в контакте фазах. Оулэндер [119] установил, что поверхностная турбулентность приводит к четырехкратному повышению скорости [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология