12.10.1. Методы разрушения аэрозолей

Борьба с дымом – одна из важнейших задач как пожарной охраны, так и промышленных предприятий, строек, электростанций. Мероприятия по борьбе с дымом многообразны, но в них практически всегда можно выделить две стадии: уловить дисперсные частицы, т.е. отделить их от дисперсионной среды и предотвратить возможность повторного попадания частиц в дисперсионную среду.

Это значит, что надо, во-первых, обеспечить перемещение частиц относительно газа на определенное расстояние, вплоть до поверхности некоторого тела, которое назовем коллектором, и, во-вторых, обеспечить прочную фиксацию частиц на этой поверхности.

Для аэрозолей характерна незначительная агрегативная устойчивость, т.к. заряд аэрозольных частиц очень мал, и электростатический фактор устойчивости в аэрозолях намного ниже, чем в жидких системах. Но это приводит к тому, что, попав на какую-либо поверхность, частицы аэрозоля закрепляются на ней недостаточно прочно, и могут снова попасть в дисперсионную среду.

Разрушение аэрозолей в большей степени связано с разрушением кинетической устойчивости. Чем выше дисперсность пыли, тем труднее разрушить ее кинетическую устойчивость.

Снижение кинетической устойчивости аэрозолей может быть достигнуто тремя основными способами:

1) силовое воздействие на частицы. Наиболее широко используют инерционные и электростатические силы. Инерционное осаждение частиц осуществляется в результате воздействия на них аэродинамического потока. Важным классом инерционных пылеотделителей являются циклоны. Частицы, вращаясь вместе с газом, подвергаются действию центробежных инерционных сил, способствующих их осаждению на внутреннюю поверхность циклона.

2) воздействие на свойства самих частиц, что способствует их транспорту. Часто важно увеличить массу частиц, что достигается посредством конденсации водяных паров, причем сама частица выступает в роли ядра конденсации.

3) придание коллектору пылеулавливающих свойств. Например, эффективно мокрое пылеулавливание, при котором пылинки осаждаются на поверхность воды. Вода при этом должна находиться в диспергированном состоянии.

В качестве коллекторов часто используется фильтры с особо тонкими волокнами. Используют заряженные коллекторы для улавливания тонкодисперсных пылей.

Раздел 4. Физико-химические свойства органических веществ

Тема 13. Основные теоретические положения

Органической химии

“ Органическая химия может свести с ума. Она представляется мне тропически лесом полным неожиданностей, непроходимой чащей без конца и без края, куда страшно войти”.

Ф. Вёлер

22 февраля 1828 года молодой химик преподаватель Берлинского политехнического училища Фридрих Велер написал письмо своему учителю и другу знаменитому шведскому ученому Якобу Берцелиусу: “ Я не в силах больше молчать и должен сообщить Вам, что могу получать мочевину без помощи почек, без помощи собаки, человека и вообще без участия какого-либо живого существа”.

Синтез мочевины – а именно это осуществил Велер – было нечто новое и неслыханное. Именно он вошел в историю как первый пример искусственного получения из двух неорганических веществ – аммиака NH₃ и циановой кислоты HOCN – вещества, относящегося к типичным органическим, “живым” веществам – мочевины:

NH₂ – C – NH₂

ll

O мочевина (карбамид)

Термин “органическая химия” впервые ввел Берцелиус в 1806 году. В середине 18 века было открыто большое количество веществ животного и растительного происхождения, которые отличались от веществ “мертвой“ природы.

Сам Берцелиус был приверженцем господствовавшего в то время учения – “витализма”. Считалось, что все органические вещества обладают одной очень важной особенностью: думали, что все они образуются только под действием особой жизненной силы (вита – жизнь). Цитата того времени:

“ То, что из основных веществ создает живой организм, ни один химик никогда не сможет получить в колбе или тигле”.

О самой “жизненной силе” ученые не знали ничего. Однако и без этих знаний человек издавна умел получать различные органические вещества, например, уксус и спирт при брожении сахара. Мочевина также уже была известна к этому времени. Но считалось принципиально невозможным получить тот же уксус из составляющих его элементов.

Именно по этой причине выводы Велера были революционными. Он сам с осторожностью закончил свою работу словами: “Я воздерживаюсь от каких-либо выводов, которые, естественно, напрашиваются на основании этих фактов”.

Органическая химия изучает соединения углерода с другими

элементами.

Углерод образует как органические, так и неорганические вещества. К неорганическим веществам относят оксид углерода (IV) (углекислый газ) СО₂, оксид углерода (II) (угарный газ) СО, угольная кислота Н₂СО₃ и ее соли – карбонаты (например, карбонат кальция СаСО₃).

Особенности органических соединений

Отличительной особенностью органической химии является очень большое число химических соединений с разнообразными свойствами. Число органических веществ во много раз превосходит количество неорганических соединений.

Сейчас известно около 15 млн. органических веществ, и каждый день синтезируется около 1000 новых.

Интересно отметить, что почти все остальные элементы периодической системы образуют всего около 900 тыс. неорганических веществ.

Большинство органических веществ образовано небольшим количеством элементов. Элементы, входящие в состав большинства органических веществ, называются органогены. К органогенам относятся: углерод С, водород Н, кислород О, азот N, сера S, фосфор Р.

Большинство органических веществ являются горючими (неорганические вещества в большинстве своем не горят), а при незначительном нагреве (иногда всего до 70 – 80⁰С) они плавятся и разлагаются.

Особенность органической химии связана с исключительными свойствами атома углерода.

1. Углерод находится во втором периоде, IV группе, главной подгруппе таблицы Менделеева и занимает среднее положение между типичными металлами и типичными неметаллами.

2. В подавляющем большинстве органических соединений углерод четырехвалентен (валентность углерода IV была установлена немецким ученым Кекуле в 1857 году).

Казалось бы для углерода должна быть характерна валентность II за счет двух неспаренных р-электронов в невозбужденном состоянии:

			
		2p
	2s
C	2s22p2

В действительности атом углерода при образовании органических соединений переходит из основного электронного состояния в возбужденное:

				
	sp3
C*	2s12p3

За счет четырех неспаренных электронов углерод и может образовать четыре связи.

3. Углерод практически единственный элемент, атомы которого способны соединяться друг с другом и образовывать непрерывные цепи – линейные, разветвленные, циклические.

4. Как правило, химические связи в органических молекулах являются ковалентными, что определяет характерные для этих таких соединений физические свойства: низкие температуры плавления и кипения, малая растворимость в воде, растворимость в органических растворителях.