Ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է Ֆենտոնի ռեակցիաները
Սոնո-Ֆենտոնի ռեակցիաները համատեղում են Ֆենտոնի քիմիան բարձր հզորության ուլտրաձայնի հետ՝ հիդրօքսիլային ռադիկալների առաջացումն ուժեղացնելու, զանգվածափոխանակությունը բարելավելու և օքսիդատիվ քայքայման գործընթացներն արագացնելու համար։ Լաբորատորիաների, փորձնական կայանքների և արդյունաբերական օգտագործողների համար Hielscher ուլտրաձայնային սարքերն ապահովում են կառավարվող և մասշտաբը մեծացնելու հնարավորություն ընձեռող եղանակ՝ բարելավելու առաջադեմ օքսիդացման գործընթացները (AOPs), ինչպիսիք են կեղտաջրերի մաքրումը, ներկանյութերի քայքայումը, հողի վերականգնումը, լիգնինի նախամշակումը և քիմիական քայքայումը։
Ի՞նչ է սոնո-Ֆենտոնի ռեակցիան։
Ֆենտոնի դասական ռեակցիայում օգտագործվում են ջրածնի պերօքսիդ (H₂O₂) և երկաթային կատալիզատորներ՝ բարձր ռեակցիոնունակությամբ հիդրօքսիլային ռադիկալներ (•OH) առաջացնելու համար։ Այս ռադիկալներն օքսիդացնում են օրգանական աղտոտիչները, ներկանյութերը, լուծիչները, ածխաջրածինները, լիգնինը և այլ դժվար քայքայվող միացություններ։ Հզոր ուլտրաձայն ավելացնելու դեպքում գործընթացը կոչվում է սոնո-Ֆենտոնի ռեակցիա կամ ուլտրաձայնային Ֆենտոնի ռեակցիա։
Ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է Ֆենտոնի քիմիան երկու փոխլրացնող եղանակով՝
- Սոնոքիմիական ազդեցություն․ ակուստիկ կավիտացիան նպաստում է ջրի սոնոլիզին և լրացուցիչ ռադիկալների առաջացմանը։
- Սոնոմեխանիկական ազդեցություն․ կավիտացիոն միկրոշիթերն ու սահքային ազդեցությունը բարելավում են խառնումը, կատալիզատորի դիսպերսումը, միջֆազային մակերեսը և զանգվածափոխանակությունը։
Հետազոտողների և տեխնոլոգիական գործընթացների ինժեներների համար գործնական առավելությունն ավելի ինտենսիվ օքսիդացման գործընթացն է, որը կարող է կրճատել ռեակցիայի ժամանակը, բարելավել աղտոտիչների քայքայումը, բարձրացնել կատալիզատորի օգտագործման արդյունավետությունը և հեշտացնել Ֆենտոնի տիպի մշակման գործընթացների մասշտաբի մեծացումը։
Փնտրո՞ւմ եք ուլտրաձայնային ռեակտոր սոնո-Ֆենտոնի գործընթացի համար։
Hielscher ընկերությունը մատակարարում է ուլտրաձայնային պրոցեսորներ, զոնդեր, հոսքային բջիջներ և ճնշման տակ աշխատելու հնարավորություն ունեցող ռեակտորներ՝ պարբերական և հոսքագծային սոնո-Ֆենտոնի կիրառությունների համար։ Մեր թիմը կարող է օգնել ձեզ ընտրել համապատասխան ամպլիտուդը, սոնոտրոդը, ռեակտորի երկրաչափությունը և հզորության դասը՝ լաբորատոր իրագործելիության փորձարկումների, փորձնական կայանքի փորձարկումների կամ լիամասշտաբ արտադրության համար։
Բնորոշ կիրառություններ
- Արդյունաբերական կեղտաջրերի մաքրում
- Ներկանյութերի և տեքստիլ արտադրության արտահոսքերի քայքայում
- Նավթաքիմիական կեղտաջրերի մաքրում
- Հողի և նստվածքների վերականգնում
- Լիգնինի և կենսազանգվածի նախամշակում
- Վտանգավոր միացությունների օքսիդատիվ քայքայում
- Առաջադեմ օքսիդացման գործընթացների մշակում
Ինչպես է հզոր ուլտրաձայնը բարելավում Ֆենտոնի ռեակցիաները
Երբ բարձր հզորության ուլտրաձայնային էներգիան հաղորդվում է հեղուկին, առաջանում է ակուստիկ կավիտացիա։ Մանրադիտակային գոլորշային խոռոչներն աճում են ճնշման փոփոխական ցիկլերի ընթացքում և սեղմման ժամանակ կտրուկ փլուզվում։ Այս փլուզումն առաջացնում է տեղային տաք գոտիներ՝ շատ բարձր կարճատև ջերմաստիճաններով և ճնշումներով։ Ջրային համակարգերում կավիտացիան կարող է նպաստել այնպիսի ռեակցիոնունակ մասնիկների առաջացմանը, ինչպիսիք են հիդրօքսիլային ռադիկալները և ջրածնի պերօքսիդը։
Ֆենտոնի կամ Ֆենտոնանման գործընթացում կավիտացիայով պայմանավորված այս քիմիական ազդեցությունը գործում է H₂O₂ միացության՝ երկաթով կատալիզվող քայքայման հետ համատեղ։ Միաժամանակ ուլտրաձայնային սահքային ազդեցությունը բարելավում է օքսիդիչների, կատալիզատորների, կախված պինդ մասնիկների և լուծված աղտոտիչների միջև շփումը։ Սա ուլտրաձայնը հատկապես արժեքավոր է դարձնում հետևյալի համար՝
- վատ կենսաքայքայվող օրգանական աղտոտիչներ պարունակող կեղտաջրերի հոսքեր․
- հետերոգեն կատալիզատորներ, ինչպիսիք են մագնետիտը, գյոթիտը, TiO₂ կամ երկաթի օքսիդները․
- շլամներ, հողի սուսպենզիաներ, կենսազանգվածի սուսպենզիաներ և կատալիզատոր պարունակող հեղուկներ․
- մասշտաբի հուսալի մեծացում պահանջող պարբերական և հոսքագծային առաջադեմ օքսիդացման գործընթացներ։
Ուլտրաձայնային սոնո-Ֆենտոնի ռեակտորների առավելությունները
- Օքսիդացման ավելի բարձր ինտենսիվություն․ ուլտրաձայնը մեծացնում է ռադիկալների առաջացումը և բարելավում օքսիդատիվ քայքայման կինետիկան։
- Կատալիզատորի ավելի արդյունավետ օգտագործում․ կավիտացիան դիսպերսում է կատալիզատորները և բարելավում հեղուկի ու պինդ նյութի միջև շփումը։
- Ռեակցիայի ավելի կարճ ժամանակներ․ ռադիկալների առաջացման և խառնման ուժեղացումը կարող է կրճատել մշակման ժամանակը։
- Մասշտաբի մեծացման հնարավորություն ընձեռող ռեակտորի կառուցվածք․ Hielscher ընկերությունն առաջարկում է լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական ուլտրաձայնային ռեակտորներ՝ ամպլիտուդի կայուն կառավարմամբ։
- Պարբերական կամ հոսքագծային աշխատանք․ գործընթացները կարող են մշակվել լաբորատոր բաժակներում կամ պարբերական մշակման տարողություններում և տեղափոխվել անընդհատ հոսքային ռեակտորներ։
- Գործընթացի մշտադիտարկում․ Hielscher թվային ուլտրաձայնային սարքերն ապահովում են ամպլիտուդի, հաղորդվող հզորության, ջերմաստիճանի, ճնշման և մշակման ժամանակի կառավարում։
- 24/7 արդյունաբերական աշխատանք․ ծանր աշխատանքային պայմանների համար նախատեսված ուլտրաձայնային պրոցեսորները նախագծված են լրիվ բեռնվածությամբ անընդհատ աշխատանքի համար։
Ե՞րբ արժե դիտարկել սոնո-Ֆենտոնային մշակումը
Սոնո-Ֆենտոնային մշակումն առավել նպատակահարմար է, երբ սովորական Ֆենտոնի գործընթացը չափազանց դանդաղ է, կատալիզատորի հետ շփումը սահմանափակ է, աղտոտիչները դժվար են օքսիդացվում, կամ կախված պինդ մասնիկները նվազեցնում են գործընթացի արդյունավետությունը։ Այն օգտակար է նաև այն դեպքում, երբ գործընթացը պետք է զարգացնել լաբորատոր իրագործելիության ստուգումից մինչև արդյունաբերական արտադրողականություն՝ առանց օքսիդացման հիմնական քիմիան փոխելու։
| Գործընթացի խնդիր | Ինչպես է օգնում ուլտրաձայնը | Գնորդի բնորոշ պահանջ |
|---|---|---|
| Աղտոտիչների դանդաղ քայքայում | Ռադիկալների լրացուցիչ առաջացում և բարելավված զանգվածափոխանակություն | Ռեակցիայի ավելի կարճ տևողություն և փոխարկման ավելի բարձր աստիճան |
| Կատալիզատորի և հեղուկի անբավարար շփում | Կավիտացիան դիսպերսում է մասնիկները և թարմացնում կատալիզատորի մակերևույթները | Կատալիզատորի հուսալի աշխատանք սուսպենզիոն կամ տարասեռ համակարգերում |
| Մասշտաբի մեծացում լաբորատորից մինչև փորձնական մակարդակ | Ամպլիտուդի կառավարմամբ ուլտրաձայնային պրոցեսորներն ապահովում են վերարտադրելի աշխատանքային պայմաններ | Գործընթացի տվյալներ, որոնք կարող են փոխանցվել ավելի մեծ ռեակտորների |
| Աղտոտիչների բարձր պարունակությամբ արդյունաբերական արտահոսք | Բարձր հզորության ուլտրաձայնը նպաստում է առաջադեմ օքսիդացման գործընթացների (AOP) ագրեսիվ պայմանների ապահովմանը | Դիմացկուն սարքավորումներ անընդհատ մշակման համար |
Գործընթացի կարևոր պարամետրերը սոնո-Ֆենտոնային մշակման օպտիմալացման համար
Սոնո-Ֆենտոնային ռեակցիայի արդյունավետությունը կախված է ինչպես քիմիական, այնպես էլ ուլտրաձայնային պարամետրերից։ Իրագործելիության փորձարկումների ընթացքում Hielscher ընկերությունն օգնում է հաճախորդներին գնահատել տվյալ կեղտաջրի, սուսպենզիայի կամ ռեակցիոն խառնուրդի համար համապատասխան աշխատանքային պայմանների տիրույթը։
- Ուլտրաձայնային ամպլիտուդ՝ սոնոտրոդի մոտ կավիտացիայի ինտենսիվությունը կառավարող հիմնական պարամետրը։
- Հզորության խտություն և ներմուծվող էներգիա՝ որոշում են սոնոքիմիական ինտենսիվությունը մշակվող ծավալի միավորի հաշվով։
- H₂O₂ կոնցենտրացիա՝ ազդում է ռադիկալների առաջացման և օքսիդիչի նկատմամբ մնացած պահանջի վրա։
- Երկաթային կատալիզատորի տեսակ և դեղաչափ՝ ներառում է Fe2+, Fe3+, մագնետիտ, գյոթիտ, TiO₂ օժանդակությամբ համակարգեր կամ անշարժացված կատալիզատորներ։
- pH և ջերմաստիճան՝ ազդում են Ֆենտոնի ռեակցիայի կինետիկայի, կատալիզատորի լուծելիության և ռադիկալային ռեակցիաների ուղիների վրա։
- Մնալու տևողություն՝ որոշում է փոխարկման աստիճանը պարբերական մշակման բաքերում կամ գծային հոսքային ռեակտորներում։
- Ճնշում՝ ճնշման տակ աշխատելու հնարավորություն ունեցող ուլտրաձայնային ռեակտորները կարող են ուժգնացնել կավիտացիոն պայմանները անընդհատ աշխատանքի ընթացքում։
Կիրառական ուսումնասիրություններ՝ ուլտրաձայնով ուժգնացված Ֆենտոնի ռեակցիաներ
Ֆենտոնի և Ֆենտոնանման ռեակցիաների վրա բարձր հզորության ուլտրաձայնի դրական ազդեցություններն ուսումնասիրվել են քիմիական քայքայման, աղտազերծման, կենսազանգվածի նախամշակման և արդյունաբերական կեղտաջրերի մաքրման համար։ Ստորև բերված օրինակները ցույց են տալիս, թե ինչպես կարող է ուլտրաձայնը բարելավել ռադիկալների առաջացումը, քայքայման արագությունը և գործընթացի արդյունավետությունը տարբեր համակարգերում։
Սոնոկատալիտիկ–Ֆենտոնային ռեակցիա՝ հիդրօքսիլային ռադիկալների ուժգնացված առաջացման համար
Ninomiya և համահեղինակները (2013) ցույց են տվել, որ ուլտրաձայնային մշակման, TiO₂, H₂O₂ և երկաթային կատալիզատորի համակցումը զգալիորեն ուժգնացրել է հիդրօքսիլային ռադիկալների առաջացումը։ Գործընթացը կիրառվել է լիգնինի քայքայման համար՝ որպես լիգնոցելյուլոզային կենսազանգվածի նախամշակման փուլ՝ նպաստելով հետագա ֆերմենտային հիդրոլիզին։
Փորձարարական կայանք՝ Նմուշի սուսպենզիային ավելացվել են TiO₂ մասնիկներ (2 g/L), H₂O₂ (100 mM) և FeSO4·7H₂O (1 mM)։ Սուսպենզիան ուլտրաձայնային մշակման է ենթարկվել 180 min՝ օգտագործելով Hielscher UP200S / UP200St դասի ուլտրաձայնային պրոցեսոր և զոնդային սոնոտրոդ՝ 35 W ուլտրաձայնային հզորությամբ։ Անոթի ջերմաստիճանը կարգավորվել և պահպանվել է 25 °C մակարդակում։
Արդյունք՝ Սոնոկատալիտիկ–Ֆենտոնային ռեակցիայի ընթացքում DHBA կոնցենտրացիան հասել է 378 μM՝ համեմատած առանց ուլտրաձայնի և TiO₂ ընթացող Ֆենտոնի ռեակցիայի դեպքում ստացված 115 μM ցուցանիշի հետ։ Սոնոկատալիտիկ–Ֆենտոնային մշակման պայմաններում լիգնինի քայքայման աստիճանն աճել է ավելի արագ՝ վկայելով ուլտրաձայնի, կատալիզատորի և Ֆենտոնի քիմիայի միջև ուժեղ սիներգիայի մասին։
Քենաֆի կենսազանգվածի սկանավորող էլեկտրոնային մանրապատկերներ (SEM)՝ (A) չմշակված ստուգիչ նմուշ, (B) սոնոկատալիտիկ մշակում, (C) Ֆենտոնային մշակում և (D) սոնոկատալիտիկ–Ֆենտոնային մշակում։ Նախամշակման տևողությունը՝ 360 min։ Մասշտաբային գծերը համապատասխանում են 10 μm։
(Պատկեր և ուսումնասիրություն՝ ©Ninomiya et al., 2013)
Իրագործելիության ստուգումից մինչև արտադրություն
Սկսեք լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքից՝ մշակման պայմանների տիրույթը որոշելու համար։ Այնուհետև մեծացրեք մասշտաբը՝ անցնելով փորձնական և արդյունաբերական ուլտրաձայնային հոսքային ռեակտորների՝ կառավարելով ամպլիտուդը, ծավալային հոսքի արագությունը, ճնշումը և ջերմաստիճանը։
Նավթալինի քայքայումը հողի սոնո-Ֆենտոնանման մշակմամբ
Virkutyte և համահեղինակները (2009) ուսումնասիրել են հողում նաֆթալինի քայքայումը՝ համատեղելով ուլտրաձայնը և ջրածնի պերօքսիդը։ Քայքայման ամենաբարձր արդյունավետությունը ձեռք է բերվել ջրածնի պերօքսիդի բարձր կոնցենտրացիայի և նաֆթալինի ցածր սկզբնական կոնցենտրացիայի դեպքում։ 100, 200 և 400 W հզորությամբ ուլտրաձայնային ճառագայթման դեպքում արձանագրվել են քայքայման համապատասխանաբար 78%, 94% և 97% արդյունավետություններ։
Ուսումնասիրության մեջ կիրառվել են Hielscher ընկերության հետևյալ ուլտրաձայնային սարքերը՝ UP100H, UP200St, և UP400St։ Քայքայման բարելավումը վերագրվել է ուլտրաձայնի և ջրածնի պերօքսիդի սիներգիկ ազդեցությանը, ներառյալ ռադիկալների առաջացումը և հողի մատրիցում երկաթի օքսիդների հետ փոխազդեցության բարելավումը։
Հողի SEM–EDS միկրոլուսանկարը՝ ուլտրաձայնային ճառագայթմամբ մշակումից առաջ և հետո։
(Պատկերը և ուսումնասիրությունը՝ ©Virkutyte և համահեղինակներ, 2009)
Ածխածնի դիսուլֆիդի սոնոքիմիական օքսիդացում
Adewuyi և Appaw ցույց են տվել ածխածնի դիսուլֆիդի (CS₂) սոնոքիմիական օքսիդացումը ջրային լուծույթում՝ 20 kHz հաճախականության և 20°C ջերմաստիճանի պայմաններում։ CS₂ միացության հեռացումն աճել է ուլտրաձայնի ինտենսիվության մեծացմանը զուգընթաց, ինչը կապվել է ավելի ուժեղ կավիտացիայի և ռադիկալների առաջացման աճի հետ։ Ուսումնասիրությունը վկայում է, որ սոնոքիմիական օքսիդացումը կարող է արդյունավետ մեթոդ լինել ջրային հոսքերից ածխածնի դիսուլֆիդը հեռացնելու համար։
Սոնո-Ֆենտոնային մշակում՝ ներկանյութեր պարունակող և տեքստիլ արդյունաբերության կեղտաջրերի համար
Տեքստիլ և հարակից արդյունաբերություններից ստացվող՝ ներկանյութեր պարունակող արտահոսքերի մշակումը կարող է դժվար լինել, քանի որ բազմաթիվ ներկանյութեր և ներկանյութերի կողմնակի արգասիքներ քայքայման նկատմամբ կայուն են, գունավորված և դժվար կենսաքայքայվող։ Ֆենտոնային և Ֆենտոնանման խորացված օքսիդացման գործընթացները լայնորեն կիրառվում են ներկանյութերի քայքայման համար։ Ուլտրաձայնը կարող է բարելավել այս գործընթացները՝ ուժեղացնելով ռադիկալների առաջացումը, կատալիզատորի դիսպերսումը և զանգվածափոխանակությունը։
Reactive Red 120 ներկանյութի քայքայում
Garófalo-Villalta և համահեղինակները (2020) ուսումնասիրել են Reactive Red 120 ներկանյութի (RR-120) քայքայումը սինթետիկ ջրում։ Համեմատվել են երկաթի(II) սուլֆատով համասեռ սոնո-Ֆենտոնային մշակումը և գյոթիտի հիմքով կատալիզատորներով տարասեռ սոնո-Ֆենտոնային մշակումը։ 60 min ընթացքում համասեռ գործընթացով ձեռք է բերվել ներկանյութի 98,10% քայքայում, մինչդեռ գյոթիտով տարասեռ գործընթացով ձեռք է բերվել 96,07% քայքայում՝ pH 3,0 պայմաններում։
Ուսումնասիրությամբ նաև պարզվել է, որ ձևափոխված կատալիզատորները բարելավել են քայքայման արդյունավետությունը՝ չձևափոխված գյոթիտի համեմատ։ Թթվածնի քիմիական պահանջի (COD), ընդհանուր օրգանական ածխածնի (TOC) և թթվածնի կենսաքիմիական պահանջի ու քիմիական պահանջի հարաբերակցության (BOD/COD) չափումները ցույց են տվել, որ սոնո-Ֆենտոնային մշակումը ոչ միայն գունազրկել է լուծույթը, այլև բարելավել մնացորդային օրգանական միացությունների կենսաքայքայելիությունը։ Պատկերում ներկայացված է փորձերում կիրառված Hielscher UP100H սարքը։
RO107 ազոներկանյութի տարասեռ սոնո-Ֆենտոնային քայքայում
Jaafarzadeh և համահեղինակները (2018) ցույց են տվել Reactive Orange 107 (RO107) ազոներկանյութի հեռացումը սոնո-Ֆենտոնանման գործընթացով՝ որպես կատալիզատոր օգտագործելով մագնետիտի (Fe₃O4) նանոմասնիկները։ Ակուստիկ կավիտացիա առաջացնելու համար կիրառվել է Hielscher UP400S / UP400St դասի ուլտրաձայնային սարքը, որը հագեցած էր 7 mm սոնոտրոդով։
Արդյունք՝ Ազոներկանյութի ամբողջական հեռացում է ձեռք բերվել մագնետիտի նանոմասնիկների 0,8 g/L կոնցենտրացիայի, pH 5, 10 mM H₂O₂, 300 W/L ուլտրաձայնային հզորության և 25 min ռեակցիայի ժամանակի պայմաններում։ Տեքստիլ արդյունաբերության իրական կեղտաջրերում COD ցուցանիշը 180 min ընթացքում նվազել է 2360 mg/L արժեքից մինչև 489,5 mg/L։ Հեղինակներն ուլտրաձայնային հզորությունը նշել են որպես տարասեռ Ֆենտոնանման համակարգում RO107 ներկանյութի քայքայման արագության վրա ազդող էական գործոններից մեկը։
Իմացե՛ք ավելին ուլտրաձայնային մշակմամբ մագնետիտի բարձր արդյունավետությամբ սինթեզի մասին։
RO107 ներկանյութի քայքայումը՝ pH 5, 0,8 g/L MNPs, 10 mM H₂O₂, 50 mg/L RO107, 300 W ուլտրաձայնային հզորության և 30 min ռեակցիայի ժամանակի պայմաններում։
Ուսումնասիրությունը և պատկերը՝ ©Jaafarzadeh և համահեղինակներ, 2018։
Hielscher ուլտրաձայնային սարքեր՝ սոնո-Ֆենտոնային և խորացված օքսիդացման գործընթացների համար
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը նախագծում և արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային պրոցեսորներ և ռեակտորներ՝ ծանր աշխատանքային պայմաններով սոնոքիմիական կիրառությունների համար, ներառյալ Ֆենտոնային ռեակցիաները, սոնո-Ֆենտոնային ռեակցիաները, սոնո-ֆոտոքիմիական ռեակցիաները և խորացված օքսիդացման այլ գործընթացները։ Հասանելի համակարգերի տեսականին ընդգրկում է կոմպակտ լաբորատոր սարքավորումներից մինչև արդյունաբերական ուլտրաձայնային ռեակտորներ՝ անընդհատ արտադրության և մշակվող հոսքերի համար։
Hielscher սոնոքիմիական ռեակտորների առավելությունները
- Պարբերական և հոսքագծային ռեակտորների կառուցվածքային տարբերակներ
- Լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական հզորության դասեր
- 24/7/365 աշխատանք՝ լրիվ բեռնվածությամբ
- Հարմար են փոքր ծավալների, հոսքի մեծ ծախսերի և զուգահեռ սարքերի քանակի ավելացմամբ ընդլայնվող կայանքների համար
- Ճնշման տակ աշխատելու հնարավորությամբ և ջերմաստիճանի կարգավորմամբ ռեակտորներ
- Դիմացկուն սոնոտրոդներ՝ քիմիական գործընթացների և կախույթների մշակման համար
- Հեշտ տեղադրում, մաքրում և գործընթացում ինտեգրում
- Թվային կառավարում, տվյալների գրանցում և ընտրովի ավտոմատացում
- Մասշտաբի հուսալի մեծացում՝ բաժակներում փորձարկումներից մինչև արդյունաբերական հոսքային ռեակտորներ
Ուլտրաձայնային սարքավորումների ընտրություն սոնո-Ֆենտոնի գործընթացների համար
Ստորև բերված աղյուսակը կողմնորոշիչ տեղեկություն է տալիս պարբերական մշակման բնորոշ ծավալների և հոսքի ծախսերի համար հարմար Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի մասին։ Սարքավորման վերջնական ընտրությունը կախված է գործընթացի քիմիայից, փոխարկման նպատակային աստիճանից, մնալու ժամանակից, պինդ նյութերի պարունակությունից, ջերմաստիճանից, ճնշումից և անհրաժեշտ էներգիայի ներմուծումից։
| Պարբերական մշակման ծավալ | Հոսքի ծախս | Առաջարկվող սարքեր | Բնորոշ կիրառություն |
|---|---|---|---|
| 1–500 mL | 10–200 mL/min | UP100H | Իրագործելիության փորձարկումներ, նմուշների նախնական զննում, կատալիզատորների գնահատում |
| 10–2000 mL | 20–400 mL/min | UP200Ht, UP400St | Լաբորատոր օպտիմալացում և փոքր փորձնական փորձարկումներ |
| 0,1–20 L | 0,2–4 L/min | UIP2000hdT | Փորձնական մասշտաբ, գործընթացի վավերացում, փոքրածավալ արտադրություն |
| 10–100 L | 2–10 L/min | UIP4000hdT | Արդյունաբերական մշակման գծեր և բարձր արտադրողականությամբ առաջադեմ օքսիդացման գործընթացներ (AOP) |
| Կիրառելի չէ | 10–100 L/min | UIP16000 | Լայնամասշտաբ շարունակական մշակում |
| Կիրառելի չէ | Հոսքի ավելի մեծ ծախսեր | Համախմբեր՝ UIP16000 | Զուգահեռ սարքերի քանակի ավելացմամբ ընդլայնվող կայանքներ՝ շատ բարձր արտադրողականության համար |
Ինչպես սկսել սոնո-Ֆենտոնի գործընթացի իրագործելիության փորձարկումը
Սարքավորման վերաբերյալ հուսալի առաջարկություն տալու համար Hielscher ընկերությունը սովորաբար ուսումնասիրում է քիմիան, թիրախային աղտոտիչները, մշակման ծավալը, հոսքի ծախսը, օքսիդիչի չափաբաժինը, կատալիզատորի տեսակը, pH-ի միջակայքը, ջերմաստիճանի սահմանները և փոխարկման պահանջվող աստիճանը։ Լաբորատոր փորձարկումներում անհրաժեշտ էներգիայի ներմուծումը և գործընթացի աշխատանքային միջակայքը որոշելու համար սովորաբար օգտագործվում է լաբորատոր կամ սեղանի զոնդային ուլտրաձայնային սարք, օրինակ՝ UP200Ht, UP400St կամ UIP1000hdT։
Շարունակական աշխատանքի համար Hielscher ընկերությունը կարող է կազմաձևել ուլտրաձայնային հոսքային բջիջներ և ներգծային ռեակտորներ՝ մնալու ժամանակի, ճնշման, ջերմաստիճանի և ներմուծվող հզորության կարգավորմամբ։ Սա թույլ է տալիս ուղղակիորեն համեմատել մշակման արդյունավետությունը տարբեր ամպլիտուդների և հոսքի ծախսերի դեպքում։
Թույլ տվեք օգնել ձեզ բարելավել Ֆենտոնի ռեակցիան։
Սոնոքիմիական պարբերական մշակման համակարգ՝ UIP1000hdT սարքով (1000 watts, 20 kHz) սոնո-Ֆենտոնի ռեակցիաների համար։
Հաճախ տրվող հարցեր սոնո-Ֆենտոնի ռեակցիաների մասին
Ի՞նչ տարբերություն կա Ֆենտոնի և սոնո-Ֆենտոնի մշակման միջև։
Ֆենտոնի մշակման ժամանակ հիդրօքսիլային ռադիկալներ առաջացնելու համար օգտագործվում են ջրածնի պերօքսիդ և երկաթային կատալիզատորներ։ Սոնո-Ֆենտոնի մշակման դեպքում ավելացվում է բարձր հզորության ուլտրաձայն։ Ուլտրաձայնային կավիտացիան մեծացնում է ռադիկալների առաջացումը և բարելավում խառնումը, կատալիզատորի հետ շփումը և զանգվածափոխանակությունը։
Կարելի՞ է սոնո-Ֆենտոնի մշակումն օգտագործել արդյունաբերական կեղտաջրերի համար։
Այո։ Սոնո-Ֆենտոնի մշակումն օգտագործվում է արդյունաբերական կեղտաջրերի, ներկանյութեր պարունակող արտահոսքերի, նավթաքիմիական կեղտաջրերի, աղտոտված կախույթների և դժվար քայքայվող օրգանական միացություններ պարունակող այլ հոսքերի մշակման գործընթացների մշակման ընթացքում։ Արդյունաբերական կիրառման իրագործելիությունը կախված է աղտոտիչների բեռնվածքից, օքսիդիչի պահանջարկից, կատալիտիկ համակարգից, մշակման նպատակից և էներգետիկ հաշվեկշռից։
Կարո՞ղ է ուլտրաձայնը նվազեցնել քիմիական նյութերի սպառումը։
Ուլտրաձայնը կարող է բարելավել օքսիդիչների և կատալիզատորների օգտագործումը՝ ինտենսիվացնելով ռադիկալների առաջացումը և զանգվածափոխանակությունը։ Քիմիական նյութերի սպառման նվազեցման հնարավորությունը պետք է հաստատվի իրական կեղտաջրով կամ ռեակցիոն խառնուրդով փորձարկումների միջոցով։
Հնարավո՞ր է մեծացնել գործընթացի մասշտաբը։
Այո։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը նախատեսված են այնպիսի գործընթացների մշակման համար, որոնց մասշտաբը հնարավոր է մեծացնել։ Լաբորատոր փորձարկումների արդյունքները կարող են փոխանցվել ավելի մեծ՝ փորձնական և արդյունաբերական համակարգերին՝ կարգավորելով ամպլիտուդը, էներգիայի ներմուծումը, մնալու ժամանակը, ջերմաստիճանը, ճնշումը և ռեակտորի երկրաչափությունը։
Ո՞ր ուլտրաձայնային մշակման սարքն է հարմար իմ գործընթացի համար։
Համապատասխան մշակման սարքի ընտրությունը կախված է նմուշի ծավալից, հոսքի ծախսից, փոխարկման նպատակային աստիճանից, պինդ նյութերի պարունակությունից, մածուցիկությունից, աշխատանքային ջերմաստիճանից և ճնշումից։ Hielscher ընկերությունն առաջարկում է լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքեր, փորձնական համակարգեր և արդյունաբերական ուլտրաձայնային ռեակտորներ՝ շարունակական մշակման համար։
Ի՞նչ է սոնոօզոնացման գործընթացը։
Սոնոօզոնացումը առաջադեմ օքսիդացման գործընթաց է, որը համատեղում է օզոնային մշակումը բարձր հզորության ուլտրաձայնի հետ՝ ավելի ռեակտիվ ռադիկալներ առաջացնելու և հեղուկներում զանգվածափոխանակությունը բարելավելու համար։ Այս սիներգիան, միայն օզոնացման համեմատ, արագացնում է ջրում կամ կեղտաջրերում օրգանական աղտոտիչների, ներկանյութերի, մանրէների և դժվար քայքայվող միացությունների քայքայումը։
Բացահայտե՛ք սոնոօզոնացման առավելությունները։
Գրականություն / Հղումներ
- Kazuaki Ninomiya, Hiromi Takamatsu, Ayaka Onishi, Kenji Takahashi, Nobuaki Shimizu (2013): Sonocatalytic–Fenton reaction for enhanced OH radical generation and its application to lignin degradation. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 4, 2013. 1092-1097.
- Nematollah Jaafarzadeh, Afshin Takdastan, Sahand Jorfi, Farshid Ghanbari, Mehdi Ahmadi, Gelavizh Barzegar (2018): The performance study on ultrasonic/Fe₃O4/H₂O₂ for degradation of azo dye and real textile wastewater treatment. Journal of Molecular Liquids Vol. 256, 2018. 462–470.
- Virkutyte, Jurate; Vickackaite, Vida; Padarauskas, Audrius (2009): Sono-oxidation of soils: Degradation of naphthalene by sono-Fenton-like process. Journal of Soils and Sediments 10, 2009. 526-536.
- Garófalo-Villalta, Soraya; Medina Espinosa, Tanya; Sandoval Pauker, Christian; Villacis, William; Ciobotă, Valerian; Muñoz, Florinella; Vargas Jentzsch, Paul (2020): Degradation of Reactive Red 120 dye by a heterogeneous Sono-Fenton process with goethite deposited onto silica and calcite sand. Journal of the Serbian Chemical Society 85, 2020. 125-140.
- Ahmadi, Mehdi; Haghighifard, Nematollah; Soltani, Reza; Tobeishi, Masumeh; Jorfi, Sahand (2019): Treatment of a saline petrochemical wastewater containing recalcitrant organics using electro-Fenton process: persulfate and ultrasonic intensification. Desalination and Water Treatment 169, 2019. 241-250.
- Adewuyi, Yusuf G.; Appaw, Collins (2002): Sonochemical Oxidation of Carbon Disulfide in Aqueous Solutions: Reaction Kinetics and Pathways. Industrial & Engineering Chemistry Research 41 (20), 2002. 4957–4964.
UIP1000hdT մոդելի արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքեր սոնոքիմիական ռեակցիաների համար նախատեսված հոսքային կլաստերային համակարգում
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր.



