Применение сильного ультразвукового процессора в химической зоне

Применение сильных ультразвуковых в химической зоне

Также известно как \"активное применение ультразвука высокой мощности \", это методика, которая использует сильную ультразвуковую, чтобы действовать на веществе для изменения или ускорения изменения некоторых физических, химических и биологических свойств или состояния вещества. Применение сильных ультразвуковых в химической промышленности приняло новые события в последние годы, показывая широкую перспективу. Эта статья намерена просмотреть приложение сильного ультраСоник в химической промышленности, с целью привлечения внимания в химическом поле для сильных ультразвуковых применений.

Один. Обзор сильного ультразвукового механизма

Когда определенная интенсивность ультразвуковых волн распространяется через среду, она будет создавать серию эффектов, таких как механика, тепло, оптика, электричество и химия. Эти эффекты суммированы и имеют три основных функция.

1. Механическое действие. Ультразвуковые волны - это форма распространения механической энергии, которая связана с пассивными процессами и создает линейные чередующиеся вибрации. Эта механическая энергия в основном отражается в вибрации, ускорении и эквивалентном напряжении сдвига звукового давления между массовыми точками среды. Если 28 кГц, интенсивность звука 1 Вт / см2 распространяется в воде, выпускаемая значение звукового давления составляет 242 кПа, что означает, что 28 000 вибраций генерируются под давлением 242 кПа, а максимальное ускорение массы составляет около 2000 раз ускорение гравитации. Отказ

2. кавитация. Когда определенная интенсивность ультразвуковых волн распространяется в жидкой среде, колебания, увеличение, сокращение и коллапс микропузырьков в жидкости вызывают сильную ударную волну в жидкости вблизи пузыря, образуя крайнюю высокую температуру и высокое давление Локальная точка и кавитационные пузыри. На момент обрушения высокая температура 5000к или более и высокого давления около 50 МПА генерируется в небольшом пространстве вокруг него. Скорость изменения температуры составляет 109 к / с, и она сопровождается сильной ударной волной и микроэлементом со скоростью 400 км в час. Это крайнее высокое напряжение, высокая температура и высокая струя генерируется десятками тысяч непрерывных действий в секунду. Ультразвуковая кавитация вызывает эффект турбулентности, эффект возмущения, эффект интерфейса и эффект сбора энергии. Эффект турбулентности делает граничный слой более тоньше и увеличивает скорость массовой передачи; Эффект возмущения усиливает диффузию микропор; Эффект интерфейса увеличивает площадь поверхности массовой передачи; Эффект энергии концентрирования расширяет разделение молекул материи и укрепляет химическое разделение и укрепление в целом. Массовая скорость и эффект процесса. Следовательно, кавитация является наиболее основной чертой сильных ультразвуковых.

3. Тепловое действие. Ультразвуковые волны распространяются через среду, и их колебательная энергия постоянно поглощается средой в тепловую энергию, что повышает его температуру. Акустическая энергия поглощается, чтобы вызвать локальный нагрев в среде, локальный нагрев за пределами границы и локализованного нагрева в волновом фронте при образующемся шок.

Основное применение

Самое раннее применение ультразвуковых в биохимии должно быть использование ультразвуковых, чтобы разбить клеточную стенку для выпуска его содержимого. Последующие исследования показали, что ультразвуковой низкой интенсивности может способствовать биохимическим процессам, таким как облучение жидких питательных веществ с ультразвуковым, может повысить скорость роста клеток водорослей, тем самым увеличивая количество белка, полученного этими клетками в течение трех.

Плотность энергии ультразвукового звукового поля расширяется временем триллиона по сравнению с плотностью энергии кавитационного пузыря, вызывая огромную концентрацию энергии; Сонохимическое явление и сонолуминесценция, вызванные крайней высокой температурой и высоким давлением, порожденным кавитационным пузырем, является уникальной формой обмена энергией и материалом в сонохимии. Следовательно, ультразвуковые на химическое извлечение, производство биодизеля, органический синтез, лечение микроорганизмов, деградация токсичных органических загрязняющих веществ, частота химической реакции и урожайности, катализаторов каталитической эффективности, лечение биодеградации, ультразвуковой антисметочной и удалением накипи, биологическая клетка, рассеивание и коагуляция И акустические химические реакции имеют растущую роль.

два. Ультразвуковая химия

1. Ультразвуковой укрепляет химическую реакцию.

Ультразвуковые усиливают химические реакции. Основная движущая сила исходит от ультразвуковой кавитации. Распад кавитационного ядра создает локальные высокие температуры, высокое давление и сильные ударные волны и микроэты, обеспечивая новую и очень особую физико-химическую среду для химических реакций, которые трудно или невозможно достичь в нормальных условиях.

2. Ультразвуковая каталитическая реакция.

В качестве возникающей области исследований ультразвуковая каталитическая реакция привлекла растущий интерес со стороны игроков в отрасли. Основным эффектом ультразвукового на каталитическую реакцию являются:

(1) условия высокой температуры и высокого давления облегчают расщепление реагентов в свободные радикалы и двухвалентным углеродным углем, чтобы сформировать более активные виды реакции;

(2) ударная волна и микроавтобус имеют десорбцию и чистящие средства на твердой поверхности (например, катализатор) и могут удалять поверхностные продукты или промежуточные соединения и слой пассивации поверхности катализатора;

(3) ударные волны могут повредить структуру реагентов

(4) дисперсная реакционная система;

(5) Ультразвуковая кавитация металлической поверхности, ударная волна вызывает деформацию металлической решетки и образованию внутренней зоны деформации и улучшает химическую реактивность металла;

6) вызывая растворитель проникать в глубоко в твердое вещество, что приведет к так называемую реакцию включения;

(7) Улучшение диспергируемости катализатора.

В ультразвуковой однородной каталитической реакции больше исследования происходит на изомеризации олефинов с использованием металлических карбонильных соединений в качестве катализаторов. SuClick et al. Околоченные подробно изучены реакцию изомеризации 1-пентэна до 2-пентэна Fe (CO) 5 при ультразвуковых условиях и обнаруживают, что скорость реакции в ультразвуковых условиях была увеличена в 105 раз по сравнению с ультразвуковыми. Suclik et al. Полагают, что высокая температура и высокое давление, генерируемое распадом ультразвуковых кавитационных пузырьков, и быстрое охлаждение окружающей среды полезно для диссоциации Fe (CO) 5 и формирования более высоких активных видов Fe3 (C0) 12.

МАИ, ЦЭВ бывшего Советского Союза изучал влияние ультразвуковых на гетерогенные каталитические процессы ранее и обнаружил, что ультразвука может увеличить преобразование на проход почти в 10 раз, что считается, что увеличивает дисперсию катализатора. В последние годы Han et al. Исследован реформатскую реакцию под действием низкоинтенсивной ультразвуковой (≤10w / см2) и обнаружил, что выход реакции достигается на 90% после 30 минут ультразвука. Что еще более важно, больше не нужно готовить высокоактивное порошок цинка путем уменьшения безводного хлорида цинка, и больше не нужно использовать триметил борат. Suslick et al. Изучил реакцию при интенсивности звука 50 Вт / см 2 и обнаружил, что смесь восхитили при 25 ° С в течение 5 минут, выход был более 95%, а было обнаружено, что сокатализатор находился в доходности и времени реакции. нет эффекта. Suslick et al. Распозна подробно изучил реакцию гидрирования никелевого порошка как катализатор и обнаружил, что его реактивность увеличилась на 5 порядков под действием ультразвукового.

Хорошо известно, что обычный никелевый порошок имеет плохую каталитическую активность для гидрирования олефинов, и, как правило, трудно проводить реакцию примерно через 300 часов. Однако после того, как никелевый порошок лечили ультразвуками, реакция началась быстро, а скорость реакции впервые увеличилась с продлением времени ультразвукового лечения, а затем постепенно уменьшается. Ронми и цена изучали автоматическое окисление алкил нитробензола в фазовом базовом базовом катализе. Было обнаружено, что скорость реакции резко возросло под ультразвуковым действием, время реакции было сокращено на 2 ч, кислотная селективность была значительно улучшена, а продукт содержал большое количество нитрогруппы. Бензойная кислота формируется.

Ультразвуковые также показывают уникальные преимущества в активации, регенерации и приготовлении катализаторов. Университет Иллинойса разработал ультразвуковой стиральную ванну, которая может использоваться для удаления оксидной пленки на поверхности никелевого порошка для активации катализатора никеля. Генри, компания Exxon в Соединенных Штатах, сообщила, что постоянный деактивированный катализатор никель-молибдена, используемый в гидрокрекинге, может быть восстановлен ультразвуковыми волнами. Недавно Сусик и др. изучал взаимодействие Fe (Co) 5 и Co (C0) 3 под действием ультразвукового. Было обнаружено, что наномасштабное катализатор сплава FE-CO сформировался при сильном ультразвуковом действии, который имеет дегидриогенный раствор для циклогексана. Высокая активность, подробный механизм находится в дальнейшем расследовании.

3. Ультразвуковая химия полимера

Применение ультразвуковой положительной полимерной химии привлекло широкое внимание. Ультразвуковая обработка может ухудшить макромолекулы, особенно деградация высокомолекулярных полимеров более значительна. Целлюлоза, желатин, резина и белок могут быть хорошо ухудшенными после эпитана. В настоящее время механизм ультразвуковой деградации обычно считается связанным с эффектом силы и высокого давления кавитационного пузыря, а другая часть деградации может быть из-за тепла. При определенных условиях мощность ультразвука также может инициировать полимеризацию. Сильное ультразвуковое облучение может инициировать сополимеризацию поливинилового спирта и акрилонитрила для приготовления блочного сополимера, а сополимеризацию поливинилацетата и полиэтиленоксида для формирования трансплантационного сополимера.

4. Ультразвуковое улучшение поля новой химической реакции.

Сочетание новых технологий химической реакции и ультразвукового поля является еще одним потенциальным направлением развития в области ультразвуковой химии. Например, сверхкритическая жидкость используется в качестве среды, а повышенная каталитическая реакция проводится с использованием ультразвукового поля. Например, сверхкритическая жидкость имеет жидкую плотность и газоподобную вязкость и коэффициент диффузии, который делает его растворением в виде жидкости, а способность массового переноса эквивалентна газу. Использование сверхкритических жидкостей с хорошей растворимостью и диффузионными свойствами может улучшить дезактивацию гетерогенных катализаторов. Однако, если он может быть усилен ультразвуковым полем, это, несомненно, глазурь на торте. Ударная волна и микроавтомата, генерируемые ультразвуковой кавитацией, могут не только значительно усилить сверхкритическую жидкость для растворения некоторых веществ, которые вызывают дезактивацию катализатора, но также играют роль десорбции и очистки, сохраняют катализатор в течение длительного времени, а Также влиять на перемешивание. Дисперсия системы реагента делает массовую скорость передачи сверхкритической жидкой химической реакции на более высокий уровень. Кроме того, локальная высокая температура и высокое давление, образованное ультразвуковой кавитацией, облегчит расщепление реагентов в свободные радикалы, значительно ускоряя скорость реакции. В настоящее время существует много исследований в области сверхкритических жидкостей химических реакций, но есть несколько исследований на использование ультразвуковых полей для повышения таких реакций.

3. Ультразвуковая расширенная экстракция

1, извлечение твердого жидкости

Извлечение твердого жидкости часто называют экстракцией в пищевой химической промышленности, то есть извлечение полезных компонентов из материалов с подходящим растворителем и термообработка или механическая агитация используется для повышения процесса. Было обнаружено, что применение мощности ультразвуковой энергии может значительно улучшить и улучшить процесс извлечения. Отказ Эффект возмущения ультразвукового возраста увеличивает проницаемость растворителя в экстрактные клетки и усиливает процесс передачи массового назначения. Другим эффектом ультразвука является то, что сильная сила сдвига, генерируемая ультразвуковой кавитацией, может нарушить стенку клеточной стенки растения и облегчить выпуску клеток. Сдерживание, это было подтверждено из исследования ультразвукового увеличения скорости извлечения сахара сахарной свеклы. Ультразвуковой усиленная твердая жидкость экстракции также применяется к извлечению салициловой кислоты, хлорина берберина и капусты рок из китайской медицины. Способ рефлюкса алкоголя, который обычно используется для извлечения капусты по утесе при комнатной температуре, может получить более 50% экстракционного выхода при ультразвуковой обработке в половине извлечения. Эффективная массовая передача и разрыв клеток вновь оказались основными причинами повышения экстракции. Отказ

Изучено влияние ультразвукового на экстракцию белка от обезвреживаемых соевых бобов. 20 кГц, 50 Вт звуковое облучение могут улучшить процесс непрерывного извлечения соевого молока. Он превосходит любые предыдущие технологии технико-экономических обоснований и получает эффективную добычу, и технология была расширена. Перейти на экспериментальную фабрику.

Первый шаг в производстве мгновенного чая состоит в том, чтобы извлечь чайные твердые вещества из чайных листьев, а затем снимите воду из чистого чайного раствора путем распылительной сушки, чтобы получить мгновенный чай. Ультразвуковой при 60 ° C может увеличить экстракцию на 20%. Ультразвуковая экстракция более эффективна, чем обычная экстракция тепла и сокращает время добычи. Большая часть материала экстрагируется в течение первых 10 минут процесса.

Гипертонический пепсин является важным сырьем, используемым при обработке эмульсии в сыр. Это может быть извлечено из желудка млекопитающих. Выход доходности успешно улучшен с помощью 19,2 кГц и 3,34 Вт / см2 в течение 45 мин. 150G лопуха может выдержать только 30,60 г Pepsin без ультразвуковых, а ультразвуковое извлечение может достигать 47,81 г, а активность протеазы немного улучшается ультразвуковой экстракцией по сравнению с общим методом.

Примерами применения ультразвуковой усиленной твердой жидкости извлечения в химических процессах являются:

(1) При извлечении асфальтенов из нефтяного сланца с помощью 8 растворителей, таких как бензол, скорость извлечения составляет 24 раз, что метод извлечения жира СосХет под действием 50 кГц и 400 Вт; (2) Гидроксид натрия и хлорирование натрия, когда раствор смешанного аммония выщелачивается от цинка в цинке, содержащем 17,3% цинкового руда, скорость выщелачивания может быть значительно ускорена с помощью 22 кГц, 100 Вт ультразвука;

(3) Звуковое облучение поля на частоте 20 кГц, мощность 100 Вт и 600 Вт, может увеличить скорость пиретрина при извлечении порошкообразных пиретрум из н-гексана;

(4) 24 кГц, (положительный и отрицательный 2,5 кГц) 120 Вт ультразвуковое облучение на 120 Вт применяется к извлечению метанола бензопирола (а) в образцах окружающей среды, и существует беспрецедентная скорость извлечения вакуумной сублимацией;

(5) 18,5 кГц, 250 Вт высокой интенсивности. Большое одноголовое введение ультразвукового поля может увеличить скорость добычи золота путем цианирования;

(6) 20 кГц ультразвуковой был использован для извлечения общих алкалоидов умиротворе, и экстракция была выше, чем метод общих рефлюкс, а время добычи было сокращено. Скорость извлечения после экстракции методом рефлюксика в течение 2 часов составляла 0,176%, а скорость добычи после ультразвуковой экстракции в течение 40 минут достигла 0,248%.

2, экстракция жидкости жидкости

Извлечение жидкости-жидкости включает в себя процесс передачи массового переноса между двумя взаимно несовместимыми органическими и водными фазами. Межфазный эффект, вызванный кавитацией ультразвуковой волны, увеличивает зону контакта между двумя фазами, а эффект турбулентности, вызванный ударной волной, когда кавитационные распасы исключает замедление двухфазного соединения, тем самым увеличивая извлечение жидкости жидкость. показатель. Для систем экстракции жидкости-жидкости обычно контролируются массовой скоростью передачи, эффект ультразвуковых волн очень значительна, особенно в процессе извлечения жидкости жидкости металлов в цветной металлургической промышленности, когда применяется соответствующая ультразвуковая частота и мощность, Скорость разложения может быть значительно усилена. И повысить скорость добычи, с 1 МГц, 0,2 Вт / см2 ультразвуковым облучением для 15 минут, может быть использован для разделения скорости разделения фаз Mo и W, разделенных кислотным экстрагентом фосфорной кислоты в 4-5 раз; С 20 кГц, 19 Вт / см2 ультразвуковым облучением, скорость добычи ГА может быть увеличена в 15 раз; Скорость извлечения Ni может быть увеличена в 4-7 раз с ультразвуковым облучением 20 кГц, 47 Вт и механическое перемешивание.

четыре. Ультразвуковая расширенная кристаллизация

Большое количество экспериментальных исследований показало, что сильные ультразвуковые могут создавать быстрые и нежные осаждения твердых растворов в сверхнасыщенном растворе и усиливают рост кристалла. Еще в 1950-х годах смесь раствора прокаина и соли пенициллина облучали L0 khz ультразвуковым, чтобы получить тонкий и унифицированный кристалл Procaine Penicillin Crystal, осаждающий размер частиц в размере 5 мкм до 15 мкм, а размер продукта, полученный обычным. метод. Для l0um один 20um. Существует два преимущества использования ультразвуковых в процессе охлаждения расплавленного металла, то есть, дегазация и получение меньших хрустальных зерен, а под действием ультразвуковых волн образующееся ядро ​​входит в вибрационное состояние, тем самым ускоряющее процесс роста, на углеродистой стали Отказ Ультразвуковая обработка показывает, что она может уменьшить размер зерна от 200um до 25um до 30um, пластичность углеродистой стали на 30% до 40%, а механическая прочность на 20% до 30%. Исследования по охлаждающей кристаллизации металлического цинка показывают, что ультразвуковая обработка может увеличить критическую интенсивность стресса сдвига на 80%, а кристаллическая форма металлического цинка изменяется от цилиндрических для однородных при движении ультразвуковых волн с частотой 25 кГц и прочности 50 Вт / см2. Шестиугольник.

Кристаллизация раствора играет важную роль в разделении и очистке органических растворимых веществ и неорганических солей. Он может не только отделить растворену из раствора в твердом состоянии, но и потому, что различные кристаллы имеют разные кристаллические решетки. Он также может быть использован для очистки кристаллических материалов. Qiu Taiqiu и другие, под эгидой Национального основания естествознания Китая, успешно изучали влияние ультразвукового на кинетику кристаллизации раствора сахарозы. Они повлияли на физические свойства перенасыщенного раствора, нуклеата и роста кристалла. Систематическое исследование было проведено. Результаты показывают, что под действием внешнего звукового поля проводимость сверхнасыщенного раствора увеличивается, вязкость уменьшается, сокращает период индукции нуклеации, а устойчивость уменьшается. Таким образом, это выгодно для надсыщенного решения из сахарозы для осадка кристаллов. Энергоплоскоментальный эффект ультразвуковой кавитации может обеспечить энергию сверхнасыщенному раствору, улучшить энергию вибрации всей системы, а межфазный эффект снижает энергию кристаллизации. В результате состонообразное решение из сахарозы может достичь первичного нуклеата в устойчивой области. По сравнению с другими методами кристаллизации стимуляции и методами кристаллизации высева, перенасыщение, необходимое для ультразвукового нуклеации, ниже, полученное ядро ​​кристалла является более равномерным, полным, гладким, и кристаллическое ядро, а итоговый диапазон распределения по размеру кристаллов является небольшим, а коэффициент вариации Ниже. Применение ультразвукового облучения в росте кристаллов сахарозы имеет как положительные, так и отрицательные эффекты: с одной стороны, турбулентный эффект, вызванный ультразвуковой кавитацией, может уменьшить толщину граничного слоя и увеличить скорость передачи массы; С другой стороны, ультразвуковой кавитационный пузырь рушится в микроелет, имеет эффект затмения на поверхность кристалла, и если интенсивность слишком велика, кристалл будет нарушен. Следовательно, ультразвуковое влияние на рост кристалла связан с размером кристалла и кавитационным пузырем. Когда размер кристалла меньше радиуса кавитационного пузыря, ультразвуковая способствует росту кристалла; И когда размер кристалла больше, чем радиус кавитационного пузыря, ультразвуковой ущерб кристаллическим ростом.

Wang Weining et al. Введен ультразвуковой волна с частотой 33 кГц и мощностью 250 Вт в процесс кристаллизации основного хлорида магния (Mg3 (OH) 5Cl? 4H2O), который сократил период индукции перенасыщенного раствора, а процесс кристаллизации изменился от 12H до 4H, а ультразвуковая частота была выше. Чем быстрее скорость нуклеации, тем короче в индукции и более короткое время, необходимое для полной кристаллизации. Другие примеры ультразвуковой укрепления кристаллизации раствора, таких как нитрат калия, ацетамид и тарттат натрия калия.

В холодильной промышленности и холодильной промышленности формирование кристаллов льда важно для поддержания исходного качества пищевых ингредиентов. Например, когда мягкие фрукты (клубника) заморожены, поскольку небольшие гранулированные кристаллы льда, образующиеся в материале пищевых клеток, продолжают расти, когда увеличение размера кристаллов зерна увеличивается, они уничтожат часть клеточных стен, то есть уничтожать частью структура сырья. Требуется довольно длинное \"время расширения \" с того времени, когда вода начинает кристаллизовать в лед, пока еда не будет полностью замороженными. Под действием ультразвуковых, все более равномерные кристаллы льда могут быть получены, время расширения сокращается, конечный размер кристаллов льда уменьшается, а повреждение клеток уменьшается. Ультразвуковые исследования по воздействию замороженных кондитерских изделий показали, что размер частиц льда кристаллов, полученных ультразвуковым облучением, значительно снижается и распределяется более равномерно в твердых телах, что делает замороженные кондитерские изделия сложнее, чем обычные продукты, увеличивая принятие продукта среди потребителей. Степень приветствия и сочетание замороженных конфет и деревянных ручек.

V. Ультразвуковая конденсация

Ультразвуковые были использованы в начале 1940-х годов для повышения коагуляции суспендированных твердых веществ в аэрозолях, а в Соединенных Штатах выяснилось \"шпионская лихорадка \" по всей стране. Однако из-за ограничений ультразвукового оборудования этот энтузиазм быстро охлаждается. До появления ускоренного ультразвукового оборудования в 1960-х годах ультразвуковая коагуляция начала применять к осаждению коррозионных газов, осаждения углеродного черного и Caco3 и цементного порошка. Восстановление гудрового порошка, удаление доменной печи газа и лечение дымового газа из металлургических печей.

Чтобы объяснить явление ультразвуковой индуцированной мелкой частицы коагуляции, то есть эффект звукового поля, ученые предложили многие гипотетические модели. Ультразвуковая агломерация обычно считается процессом, в котором, когда ультразвуковые волны проходят через текущую среду с подвесными частицами, подвесные частицы начинают вибрировать со средой, но поскольку частицы разных размеров начинают вибрировать со средой, частицами Из разных размеров различаются относительная скорость вибрации, частицы будут сталкиваться и связываться друг с другом, а объем и увеличение веса. Поскольку частицы становятся больше, они больше не могут следовать акустической вибрации, но можно использовать только для нерегулярного движения и продолжать сталкиваться с моментами и связью. Это становится больше и, наконец, оседает. Kotyasov и Newtton отметили, что вышеуказанная модель может объяснить только эффект конденсации звукового поля многоразмерных суспензий, и он не убедительно перед лицом к одномасштабному размеру. Исходя из этого, они предлагают интерпретацию эффекта эффекта конденсации звука на основе модели коллективных действий частиц. Модель учитывает не только взаимодействие между двумя частицами, но и общей силой между всеми частицами. Под действием звукового поля в регионе, где увеличивается плотность дисперсных частиц, эффективная площадь поперечного сечения дисперсной фазы до диспергированной фазы уменьшается, что приводит к увеличению расхода распределенной фазы по отношению к частицы, сопровождающиеся увеличением скорости дисперсии между диспергированными веществами. Давление увеличивается, так что плотность твердой частицы дополнительно увеличивается, и в результате процесс коагуляции ускоряется. Согласно этой модели, вводится ряд взаимосвязи между приращением нестабильности подвесной системы и ультразвуковой частотой и ультразвуковой мощностью, и экспериментальные факты подтверждены.

Шестая, ультразвуковая расширенная фильтрация и дегидратация

Смесь часто отфильтровывают во время химического разделения для удаления твердых частиц и очищают раствор. Обычные методы фильтрации имеют тенденцию вызывать крошечные частицы для засорения фильтра, а фильтрующая мембрана должна быть заменена часто. Ультразвуковое облучение имеет два специальных эффекта, которые помогают улучшить технику фильтрации. Эффект звукового поля конденсации может привести к агрегации мелких частиц, чтобы ускорить скорость фильтрации. Второе, что ультразвуковой эффект поглощения энергии обеспечивает достаточную энергию вибрации для системы. Часть частиц разрешено плавать в фильтрате, обеспечивая более свободный проход для стирки. Исследования показали, что ультразвуковая расширенная фильтрация (то есть \"акустическая фильтрация \") может быстро снизить содержание воды в суспензии угля, содержащей 50% воду до 25%, в то время как обычная фильтрация может достигать только 40%. Электроакустическая фильтрация \"в сочетании с усиленным электрическим полем и звуковым полем может увеличить степень суспензии в суспензии на 10%. Когда технология электроакустической фильтрации была применена для фильтрации яблочного сока из целлюлозы, содержание влаги в целлюлозе уменьшилось от начальных 85% до 38%, тогда как обычный метод снижает только содержание воды до 50%.

В угольной породе, минералах и химической промышленности твердый материал, разделенный осаждением, фильтрацией и т. Д., ДОЛЖЕН удалить влагу в материале как можно больше перед сушкой, сохраняя энергию для стадии сушки. Звуковое поле имеет повышенную теплопередачу и массовую передачу. Swawy et al. Исследовал удаление водяного насыщенного сидена, песка и опилки центробежными дегидратацией при высокоинтенсивном звуковом поле облучения 139 дБ (около 100 Вт) и 98 кГц. Влажность в материале показывает, что когда центробежная дегидратация применяется к звуковой волне, конечное содержание воды, полученное центробежным дегидратом без звуковой волны, может составлять от 25% до 95% в различных условиях, а критическая температура также уменьшается.

7. Звуковое поле расширенная адсорбция и десорбция

Адсорбция и десорбция широко использовались в химической, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности, играя всё важную роль в разделении и очистке. Адсорбция и десорбция представляют собой пару взаимных процессов. Под ультразвуковой кавитацией звуковое поле увеличивает скорость, при которой адсорбат диффундирует к адсорбенту; С другой стороны, он уменьшает силу Ван-дер-Ваальса между адсорбатом и адсорбентом. Первый имеет положительный эффект и укрепляет адсорбцию; Последний оказывает негативный эффект и укрепляет десорбцию. Следовательно, выбор соответствующих параметров звукового поля может улучшить адсорбцию и десорбцию отдельно.

Ультразвуковой усиленный процесс адсорбции изучается: под действием мощности ультразвуковой скорость адсорбции поливинилового спирта, уксусная кислота-бутирическая кислота целлюлозы и глюкозы увеличиваются в доске и обесцвечивают крафт. Адсорбция фосфора на почве после лечения KH2PO4 увеличивается. Количество адсорбции метиленового синего на глину и активированного углерода увеличивается; Скорость адсорбции порошкообразного органического реагента и порошкообразного A1203 к ограниченным элементам увеличилась. Однако некоторые исследования обнаружили, что при фенольном формальдегидном ионном обмене смола XAD-2 (Am Berlite XAD-2) Adsorbs 4- (2-пиридилазо) изофталовая кислота (пар), эффект 20 кГц ультразвука на скорость адсорбции ниже 21Orpm Отказ Эффект механической агитации, в котором скорость адсорбции механического перемешивания в 2-3 раза быстрее, чем у ультразвуковых.

Ранние исследования ультразвукового улучшенного процесса десорбции включают в себя: десорбцию йода из активированного углерода; Ag, Cu и т. Д. Дерббэбция из Ge и Si, Krisccr и Lichtman изучала ультразвуковую поверхностную волну, вызванную десорбцией, и наблюдается, что некоторые адсорбированные вещества десорбции связаны с возбуждением подземных волн.

В последние годы регенерация десорбции адсорбентов сточных вод активна. Это простой и быстрый способ удаления органических гидролитических загрязнителей, таких как фенольные и фенольные заменители от сточных вод с использованием активированной углеродной и полимерной смолы, но из-за адсорбента и адсорбата. Существует сильное сходство между ними, и регенерация десорбции адсорбента все еще является сложной проблемой. Наиболее распространенными методами десорбции фенола являются термическая десорбция и химическая десорбция, но высокая температура тепловой десорбции приводит к снижению обмена мощности адсорбента после регенерации, в то время как химическая десорбция использует химические вещества и требует двух разделений после десорбции. В настоящее время Qin et al. Сообщили о перемещении адсорбционного равновесия во время десорбции системы смолы CLTBP при ультразвуковом облучении. Rege et al. Исследовал скорость десорбции фенола из двух полимерных смол при десорбировании от активированного углерода под действием 40 кГц, 120 Вт, 1,44 МГц, 100 Вт звукового поля и 40 кГц, 120 Вт, 40 кГц, 60 Вт. Их результаты показывают, что при ультразвуковом облучении эффект ультразвукового диффузии увеличивает скорость диффузии частиц из-за эффекта ультразвукового возмущения, а эффект ультразвуковой энергии снижает энергию активации поверхности первого порядка. Следовательно, ультразвуковая энергия может способствовать фенолированию из активированного углерода и десорбции на полимерной смоле, скорость десорбции значительно увеличивается, и эффект более выражен, когда повторной энергии применяется при низкой температуре, используя регенерант и высокая ультразвуковая интенсивность.

Восемь. Заключение

Применение сильного ультразвука часто компенсирует недостатки обычных химических реакций и классических химических технологий разделения и очистки и создает новый и эффективный метод для повышения процесса разделения и очистки, что снижает время процесса и повышает эффект процесса. Независимо от промышленных применений или академических исследований, сильные ультразвуковые будут иметь более широкую исследовательскую перспективу в химической промышленности.