Способ получения аэрозолей

О П И С А Н И Е 233688ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсиих Социалистических РеспубливК+Ъа,Зависимое от авт. свидетельстваКл. 12 з12 е, 4,01 Заявлено 13.Ч,1966 ( 1076557/23-26)с присоединением заявкиПриоритет МПК В 011 В 011 УД К 541.182,2(088.8)Комитет по лелем 1изооретений и отищтнйпри Совете МинистровСССР Опубликовано 24,Х 11.1968, Бюллетень3за 1969 г,Дата опубликования описания 29 Ч.1969 Авторизобретения 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. 5Известен способ получения аэрозолей заданной дисперсности путем смешения парогазовой смеси с более холодным инертным газом с образованием спонтанно возникающих зародышей конденсации, прерывания процес са образования зародышей и последующей конденсации на них пара понижением пересы- щения .пара.Предлагаемый способ отличается тем, что паро-газовую смесь перемешивают,в турбу 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 получить аэрозоли определенной концентрации. На чертеже показана схема устройства для получения аэрозоля заданной дисперсностн:Т - температура газаР - давление параР - объем газа5 - пересыщение пара1 - скорость образования зародышей.При смешении газа, содержащего пар (индекс 1) с более холодным инертным газом (индекс 2; Т,)Т Ре -- О) в полученной газовой смеси (индекс 3) возникает пересыщенне пара, превышающее критическую величину (5 з)5 кр), поэтому во время движения газовой смеси от точки А до точки Б происходит образование зародышей. Снижают перемещения пара в газовой смеси (5 о(5,.р) и осганавливают процесс образования зародышей различно, например, повышением температу. ры газовой смеси путем добавления к ней более горячего инертного газа (индекс 4, Р,=0). Прн дальнейшем, продвижении подогретой газовой смеси по аппарату (индекс 5) происходит конденсация пара на поверхности зародышей и увеличение их радиуса (конденсацион ный рост), Изгиеняя значение Т, Р, 1 каждого нз потоков, а также время движения газовой смеси от А до В, регулируют численную концентрацию капель таким образом, чтобы после конденсационного роста зародышей в по(2) Таблица 50 Радиус капель, см цисло капель после коидеисациоиного роста иа выходе из трубы4 10 - в 2,5 10 - в 1,2 10 - е 5 10 - ц 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 55 60 У=10 а см -- = 2,94та- = 1,03а Т ==357 К1+ 2 следней стадии процесса радиус образующихся капель был заданного размера.Такой способ можно применять для получения сажи, путем смешения газовой смеои, содержащей пар углерода, с более холодныминертным газом; белой сажи (аэросила) путем смешения паро-газовой смеси, содержащей пар двуокиси кремния, с более холодныминертным газом и других самых разнообразных тонкоизмельченных элементов и их соединений (металлов, окислов металлов,и т, д.).11 иже проведен расчет получения аэрозоля(тумана серной кислоты) по предлагаемомуспособу,11 еобходимо получить туман серной кислотысо следующими показателями:численная концентрация тумана, сл в т =10 всреднекубический радиускапель, слотношение среднекубического радиуса к среднеарнф-. 1 05метическомутаРасчетИсходные данные:температура,воздуха, содержащего пар серной кислоты Т =433 Кдавление пара серной кис- Р,=1,49 лллоты в этом:воздухе рт. ст,объем воздуха 1/, =1 ллвчастемпература холодного воздуха Т, = 327,3 КСмешивают горячий и холодный воздух втрубе с внутренним диаметром с 1=0,005 м.По выходе из трубы к полученной газовойсмеси добавляют воздух, имеющий Т 4=433 К.Количество добавляемого холодного воздуха определяют по следующим уравнениям;д== (1)д, У,п = -- -1--- В,(4)2 где д, ид 2 - весовое количество смешивающихся газов;в=0,503 У,Л - теплота испарения серной кислоты, 11980 ккал/мол. После подстановки значений в уравнения (4), (3), (2) и (1), получают л=2,53 и Р 2= 2,53 нмв,час.Температуру газовой смеси после перемешивания потоков и давление пара серной кислоты в ней определяют по уравнениям: 4Р,= -==0,425 мм рт. ст.Ь",Р, 1,491;+ 1", 3,53Для серпой кислоты 98%-иой концентрации давление насыщенного пара при температуре 357 К составляет Рж = 0,0257 лм рт. ст., следовательно пересыщеиие параР 0425Р,л 0,0257 10Скорость образования зародышей определяют по уравнению Френкеля= а" - ,", ()ь ", -( - 1 - ,).15Для данных условий и=1; 5=16,6; р= =1,77 гсмв; р=98; о=52,9 дансм; Т=357 К; Р=0,425 лл рт. ст, Подставив эти значения, находят Бреля пребывания газа в реакционной части трубки, обеспечивающее получение тумана заданной численной концентрации (А= =10 в сл в), определяют по уравнениюЯ 10 а- =1,2 10- сек, У 8,3 10 оПри выбранном диаметре трубки (с 1=0,005 м 30или 1= 1,9610-2 ле) длина реакционной ее ча- сти Е =О)т,где скорость газа в трубке35 о = -- =66,8 л/сек,(,+ ;) Т,3600 273Таким образом 1=66,8 1,210 - 2=0,08 м.Более точный расчет процесса образованияаэрозоля производят постадийным методом,40 который в данном случае состоит в том, чтовсю длину трубы разбивают на 10 участков идля каждого из них определяют число образующихся зародышей и размер частиц по мере продвижения, потока по трубе.45 Б таблице приведены результаты,постадийного расчета радиусов групп капель,и числоэтих капель в газовом потоке, выходящем изтрубы. г =1,7 10 - в см," =1,2 10 - смЗаказ 656 6 Тираж 46 о Подписное ЦНИИПИ Комитета по делаги изобретений п открьпий прп Совете Министров СССР Москва, Центр. пр. Серова, д. 4Типография, пр. Сапунова, 2 Из этих данных видно, что аэрозоль (туман) по выходе из трубы весьма полудисперсныи: - = 2,94.ГаК потоку, выходящему из трубы, добавляют горячий воздух при температуре 473 К в количестве 0,836 нлз,час. После этого газовая смесь характеризуется следующими данными:температура газовой смеси, Та=105оКобщий объем газовой смеси, 1, =4,366НЛ 4 з(ЧаСдаьление пара серной кис- Рв=0,343лоты, лл рт. ст.псрссыщсние пара 55=: 7,2 Благодаря повышению температуры газа с 1 нижению пересыщеиия пара процесс образования зародышей прекращается, а существующие,каплями увеличиваются путем конденсац 1- онного роста с г = 1,7 10 " сл до у =1,21 Осл, а отношение радиусов уменьшаетсягс - =2,94 до 1,03 (см, табл.).г,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 значениямитг иг,Способ получения аэрозолей задаиной дисперсности путем смешения паро-газовой сме.си с более холодным инертным газом с обра 10 зованпем спонтанно возникающих зародышейконденсации, прерывания процесса образования зародышей и последующей конденсациина них пара понижением пересыщения пара,от.циаощайся тем, что, с целью создания не 15 обходпмой скорости образования зародышейконденсации и получения аэрозолей определенной концентрации, паро-газовую смесь пе.ремешивают в турбулентном режиме с холод.ным газом до создания максимально возмож 20 ного пересыщения пара, превышающего критическое; прерывание образования зародышей и конденсацию на них пара осуществляют после возникновения:необходимого числазародышей путем введения более горячего та.25 за, достигая величины пересыщения ниже,критической, но больше единицы, с последующимобеспечением конденсационного роста образовавшихся зародышей,