Способ получения аэрозолей

Способ получения аэрозолей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ 233688

ИЗОБРЕТЕНИЯ сова Советсиих

Социалистических

Реслублив (ффЪа;„, Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 12s

12е, 4, 01

Заявлено 13.Ч.1966 (¹ 1076557/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет,ЧПК В 011

В 011

УД К 541.182.2(088.8) Комитет ло делам

1 иаооретений и отноит,iA о и Сосете Минио1pсо

CCCP

Опубликовано 24.Х11.1968. Бюллетень № 3 за 1969 г, Дата опубликования описания 29 Ч.1969

Автор изобретения

А. Г. Амелин

Заявитель Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. Я. В. Самойлова

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ

Изобретение относится к области получения тонкодиспераных материалов в виде аэрозолей. Именно дисперсность является наиболее важным показателем, определяющим свойства аэрозолей. 5

Известен способ получения аэрозолей заданной дисперсности путем смешения парогазовой смеси с более холодным инертным газом с образованием спонтанно возникающих зародышей конденсации, прерывания процес- 10 са образования зародышей и последующей конденсации на них пара понижением пересыщения .пара.

Предлагаемый способ отличается тем, что паро-газовую смесь перемешивают,в турбу- 15 лентном режиме с холодным газом до создания максимально, возможного пересыщения пара, превышающего критическое; прерывание образования зародышей и конденсацию на них пара осуществляют после возникновения 20 необходимого числа зародышей путем введения более горячего газа, достигая величины пересыщения ниже критической, но больше единицы с последующим обеспечением условий конденсациопного роста образовавшихся 25 зародышей. .=.>то создает необходимую скорость образования зародышей конденсации и позволяет I10лучить аэрозоли определенной концентрации.

На чертеже показана схема устройства для получения аэрозоля заданной дисперсности:

Т вЂ” температура газа

Р— давление пара

V — объем газа

S — пересыщение пара

1 — скорость образования зародышей.

При смешении газа, содержащего пар (индекс 1) с более холодным инертным газом (индекс 2; Т1)Т2, Р,,=О) в полученной газовой смеси (индекс 3) возникает пересыщение пара, превышающее критическую величину (Sz)S,р), поэтому во время движения газовой смеси от точки А до точки Б происходи". образование зародышей. Снижают перемещения .пара в газовой смеси (S,-(SEð) и останавливают процесс образования зародышей различно, например, повышением температуры газовой смеси путем добавления к ней более горячего инертного газа (индекс 4, Р,=0).

При дальнейшем, продвижении подогретой газовой смеси по аппарату (индекс 5) происходит конденсация пара íà поверхности зародышей и увеличение Нх радиуса (конденсацион ный рост). Изменяя значение Т, Р, V каждого из потоков, а также время движения газовой смеси от А до В, регулируют численную концентрацию капель таким образом, чтобы .после конденсационного роста зародышей в по233G88 г= 10 (=8,3 10» смв, сек.

20 (2) Таблица

Радиус капель, сл

Число капель после коидеисациоиного роста иа выходе из трубы

4 10 — в

2,5 10 — в

1,2 10 —

5 10 — е

1,8 10 — в

1,6 10 — в

1,4 10 — в

1,27. 10-в

1, 15. 10-з

1,1 10 — в

4,4 10

5,8 10

1,3 10

2,8 10

4,9.10

60

N =10 см- — = 2,94

l" а — = 1,03 та у VENT> — VaTz 357а /;

1+ 1 2 следней стадии процесса радиус образующихся капель был заданного размера.

Такой способ можно применять для получепия сажи, путем смешения газовой смеси, содержащей пар углерода, с более холодным инертным газом; белой сажи (аэросила) путем смешения паро-газовой смеси, содержащей пар двуокиси кремния, с более холодным инертным газом и других самых разнообразных тонкоизмельченных элементов и их соединений (металлов, окислов металлов,и т. д.).

Ниже проведен расчет получения аэрозоля (тумана серной кислоты) по предлагаемому способу, Необходимо получить туман серной кислоты со следующими показателями: численная концентрация тумана, см в 11= 10в среднекубический радиус капель, см отношение сред некубического радиуса к среднеарнф- <-105 метическому

I, Расчет

Исходные данные: температура, воздуха, содержащего пар серной кислоты Т, =433 К давление пара серной кис- Р,=1,49мм лоты в этом:воздухе рт. ст. объем воздуха V> = 1 ммв/час температура холодного воздуха Т2 — — 327,3 К

Смешивают горячий и холодный воздух в трубе с внутренним диаметром d=0,005 и.

По выходе из трубы к полученной газовой смеси добавляют воздух, имеющий T4 —— 433 K.

Количество добавляемого холодного воздуха определяют по следующим уравнениям: а (1)

q, V, n= — — + / — — В, Аа

2 4

2Т,Та — а (T, — Та) (3)

Т2

2

В=

Т1 — Е (Tl — Т2) (4)

2 где д1и д2 — весовое количество смешивающихся газов; в=0,503L

L — теплота испарения серной кислоты, 11980 ккал/мол.

После подстановки значений в уравнения (4), (3), (2) и (1), получают л=2,53 и

V2= 2,53 нм-, ÷àñ.

Температуру газовой смеси после перемешивания потоков и давление пара серной кислоты в ней определяют по уравнениям:

Р,= — = =0,425 млю рт. ст.

ViPi 1,49

V>+ V, 3,53

Для серцой кислоты 98%-ной концентрации давление насыщенного пара при температуре 357 К составляет P = 0,0257 мм рт. ст., следовательно пересыщецие пара

Р 0,425

Р.л 0,0257

Скорость образования зародышей определяют по уравнению Френкеля = î- (р) <;;р — -,—,, (— " (—;j

Для данных условий и=1; S=166; р=

=1,77 "., ñì ; @=98; о=52,9 дин/си; T=357 Ê;

P=0,425 мл рт. ст. Подставив эти значения, находят

Бреля пребывания газа в реакционной части трубки, обеспечивающее получение тумана заданной численной концентрации (Л =

=10> см -"), определяют по уравнению

N 108 — = 1,2 10- сек.

Т 8,3 . 101а

При выбранном диаметре трубки (d=0,005м

30 или f=1,9610 ° м22) длина реакционной ее части

1. = 03T, где скорость газа в трубке

35 о> = — — = 66,8 л /сек, (1+ V2) Т

3600 273f

Таким образом 1=66,8 1,2 ° 10 2=0,08 м.

Более "î÷íûé расчет процесса образования аэрозоля производят постадийным методом, 40 который в данном случае состоит в том, что всю длину трубы разбивают на 10 участков и для каждого из них определяют число образующихся зародышей и размер частиц по мере продвижения, потока по трубе.

45 Б таблице приведены результаты,постадийцого расчета радиусов групп капель,и число этих капель в .газовом потоке, выходящем из трубы.

r =1,7 10 — 6 см," =1,2 10 — см

233688

Предмет изобретения

22 2

4 + 4

ТРУ

Составитель Л. Сабода

Редактор С. С. Лазарева Техред Л. Я. Левина Корректор Босняцкая

Заказ 656 6 Тираж 465 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений п открьпий прп Совете Министров ССС1

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Из этих данных видно, что аэрозоль (туман) по выходе из трубы весьма полудисперсг ныи: — = 2,94.

r,„

К потоку, выходящему из трубы, добавляют горячий воздух при температуре 473 К в количестве 0,836 нлз час. После этого газовая смесь характеризуется следующими данными: тем,пература .газовой смеси, Тз= 105 оу общий объем газовой смеси, V, = 4,366

НЛ4з)ЧаС даьление пара сорной кис- Р-.=0,343 лоты, лл рт. ст. псрссыщсние пара S: —,==7,2

Благодаря повышению температуры газа снихкению пересыщеиия пара .процесс образования зародышей прекращается, а существующие,капли увеличиваются путем конденсац онного роста с г = 1,7 10 " сл до r =1,2.

° 10 сл, а отношение радиусов уменьшается

r с — =2,94 до 1,03 (см. табл.).

r,„

Изменяя давление пара в поступающем газе, количества и температуры смешивающихся,потоков, а также длину и диаметр трубы, можно получать аэрозоль заданной численной концентрации и с определенными значениями

r u

r, Способ получения аэрозолей заданной дисперсности путем смешения паро-газовой смеси с более холодным и|нертным газом с обра10 зованпем спонтанно возникающих зародышей конденсации, прерывания процесса образования зародышей и последующей конденсации на них пара понижением пересыщения пара, отлича оа4айся тем, что, с целью создания не15 обходпмой скорости образования зародышей коц енсацип и получения аэрозолей определенной концентрации, паро-газовую смесь перемешивают в турбулентном режиме с холодным газом до создания максимально возмож20 ного пересыщения пара, .превышающего критическое; прерывание образования зародышей и конденсацию на них пара осуществляют после возникновения;необходимого числа зародышей путем введения более горячего та25 за, достигая величины пересыщения ниже,критической, но больше единицы, с последующим обеспечением конденсационного роста образовавшихся зародышей.