Hielscher ultragarso technologijos

Sonocatalysis – Ultragarsinė katalizė

Ultragarsu įtakoja katalizatorius reaktyvumas per katalizės sustiprintas masinio perdavimo ir energijos sąnaudų. Be įvairiarūšės katalizės, kai katalizatorius yra kitame etape reagentai, ultragarso dispersija padidina paviršiaus plotas prieinamas reagentai.

Katalizės fone

Katalizė-tai procesas, kurio metu cheminė reakcija padidėja (arba sumažėjęs) katalizatoriumi. Daugelio chemikalų gamyba apima katalizės. Įtaka reakcijos dažniui priklauso nuo reaktantų sąlyčio dažnio nustatymo etape. Apskritai, katalizatoriai padidinti reakcijos greitį ir sumažinti aktyvinimo energijos teikiant alternatyvių reakcijos keliu į reakcijos produktą. Dėl šios katalizatoriai reaguoja su vienu ar daugiau reagentai suformuoti tarpinių, kad vėliau pateikti galutinį produktą. Pastarasis žingsnis regeneruoja katalizatorius. Parašyti mažinant aktyvacijos energijos, daugiau molekulių susidūrimų yra energijos, reikalingos pasiekti pereinamosios būsenos. Kai kuriais atvejais naudojami katalizatoriai pakeisti cheminės reakcijos selektyvumą.

Diagrama iliustruoja katalizatoriaus poveikį cheminei reakcijai X + Y, kuri gamina Z as Diagrama dešinėje rodo katalizatoriaus poveikį cheminei reakcijai X + Y, kuri gamina Z. Katalizatorius suteikia alternatyvų kelią (žalia) su mažesniu aktyvavimo energetika EA.

Poveikis ultragarsu

Akustinis bangos ilgis skysčiuose svyruoja nuo maždaug 110 iki 0,15 mm dažniams nuo 18kHz iki 10MHz. Tai gerokai viršija molekulinius matmenis. Dėl šios priežasties akustinio lauko negalima tiesiogiai sukabinti su cheminių rūšių molekulėmis. Ultragarsu poveikis yra dideliu laipsniu rezultatas Ultragarsinė kavitacija skysčių. Todėl, ultragarsu padeda katalizės reikalauja bent vieną reagento būti skystoje fazėje. Ultragarsu padeda įvairiarūšės ir homogeniška katalizės įvairiais būdais. Individualus poveikis gali būti skatinamas arba sumažintas pritaikymas ultragarso amplitudės ir skysčio slėgis.

Ultragarso išsklaidyti ir emulsinimo

Cheminės reakcijos, susijusios su reagentais ir daugiau nei vienos fazės katalizatoriumi (įvairiarūšė Katalizė), apsiriboja fazine riba, nes tai yra vienintelė vieta, kurioje yra reagentas ir katalizatorius. Reagentų ir katalizatoriaus poveikis vienas kitam yra daugelio fazių cheminių reakcijų pagrindinis veiksnys. Dėl šios priežasties specifinė paviršiaus ploto fazės riba tampa įtakinga cheminės reakcijos norma.

Grafinis vaizdas rodo koreliaciją tarp dalelių dydžio ir paviršiaus plotoUltragarsu yra labai veiksminga priemonė kietųjų dalelių sklaidos ir skysčių emulsinių. Sumažinus dalelių/lašelių dydį, tuo pačiu metu padidėja bendras fazių ribos paviršiaus plotas. Grafinis vaizdas kairėje rodo santykį tarp dalelių dydžio ir paviršiaus ploto, jei tai sferinės dalelės ar lašeliai (Spustelėkite, jei didesnį vaizdą!). Kadangi fazės ribos paviršius didėja, tai yra cheminės reakcijos greitis. Daugeliui medžiagų Ultragarsinė kavitacija gali padaryti daleles ir lašelius labai baudos dydis – dažnai gerokai žemiau 100 nanometrų. Jei dispersija arba emulsija tampa bent laikinai stabili, taikant Ultrasonics gali būti reikalaujama tik pradiniame etape cheminės reakcijos. Inline ultragarso reaktorius pradinio maišymo reagentai ir katalizatorius gali generuoti baudos dydis dalelių/lašelių per labai trumpą laiką ir didelio srauto normas. Jis gali būti taikomas net labai klampus žiniasklaida.

Masinis perkėlimas

Kai reagentai reaguoja į fazės ribų, cheminės reakcijos produktai kaupiasi sąlyčio paviršiuje. Tai blokuoja kitų reagento molekulių sąveika šiame etape ribos. Mechaninės šlyties jėgų, kurias sukelia cavitational reaktyvinių srautų ir akustinio transliacijos rezultatas turbulentinis srautas ir medžiagų transportavimo iš ir į dalelių ar lašelių paviršių. Lašelių atveju didelė šlyties dalis gali susiformuoti ir vėliau susidaryti naujus lašelius. Kadangi cheminė reakcija laikui bėgant progresuoja, gali reikėti pakartotinai atlikti ardymo ultragarsu, pvz., dviejų pakopų arba recirkuliacijos padidinti reagentų ekspoziciją..

Energijos sąnaudos

Ultragarsinė kavitacija yra unikalus būdas įdėti energijos į chemines reakcijas. Didelio greičio skysčių čiurkšlių derinys, aukštas slėgis (>1000atm) ir aukšta temperatūra (>5000K), milžiniški šildymo ir vėsinimo tarifai (>109KS-1) pasireiškia lokaliai koncentruotas per implosive suspaudimo cavitational burbuliukai. Kenneth Suslick says: "Cavitation is an extraordinary method of concentrating the diffuse energy of sound into a chemically usable form."

Padidėjęs reaktyvumas

Cavitational erozija dalelių paviršių generuoja unpassivated, labai reaguoja paviršių. Trumpalaikis aukšta temperatūra ir spaudimas prisideda prie molekulinį skilimą ir padidinti reaktyvumą daugelio cheminių rūšių. Ultragarso apšvitinimas gali būti naudojamas katalizatorių paruošimui, pvz., gaminti smulkių dalelių suvestinius rodiklius. Tai gamina amorfinius katalizatorių didelio specifinio paviršiaus dalelės Srityje. Dėl šios agregatacijos struktūros tokie katalizatoriai gali būti atskirti nuo reakcijos produktų (t. y. filtruojant).

Ultragarsinis valymas

Dažnai katalizės apima nepageidaujamus produktus, užterštumo ar priemaišų, reagentai. Tai gali lemti degradaciją ir užsiteršimą ant kietų katalizatorių paviršiaus. Susidūrimo metu sumažėja paveiktas katalizatoriaus paviršius, todėl sumažėja jo efektyvumas. Jo nereikia nuimti nei proceso metu, nei perdirbimo intervalais naudojant kitas proceso chemines medžiagas. Ultragarsu yra veiksmingas būdas katalizatorių arba padėti katalizatoriaus perdirbimo procesui. Ultragarsinis valymas yra turbūt labiausiai paplitusi ir žinoma taikymo Ultrasonics. Iš cavitational skysčių purkštukai ir šoko bangos smūgis iki 104ATM gali sukurti lokalizuota šlyties jėgų, erozijos ir paviršiaus įdubimą. Dėl baudos dydžio dalelių, didelio greičio tarp dalelių susidūrimų sukelti paviršiaus erozija ir net šlifavimas ir frezavimas. Šie susidūrimai gali sukelti vietinę trumpalaikę smūgio temperatūrą apie 3000K. Suslick parodė, kad ultragarsu efektyviai pašalina paviršiaus oksido dangas. Tokių pasyvuojančių dangų pašalinimas smarkiai pagerina reakcijos normas įvairių reakcijų (Suslick 2008). Ultrasonics taikymas padeda sumažinti užsiteršimo problema kieto išsibarsčiusios katalizatorius katalizės metu ir prisideda prie valymo metu katalizatoriaus perdirbimo procesą.

Pavyzdžiai ultragarso katalizės

Yra daug pavyzdžių, ultragarsu padeda katalizės ir ultragarso paruošimas įvairiarūšės katalizatoriai. Rekomenduojame Sonocatalysis Kenneth Suslick straipsnis išsamaus įvado. Hielscher tiekia ultragarso reaktorių katalizatorių ar katalizės paruošimo, pavyzdžiui, katalizinis transesterifikacija metililsteriams gaminti (t. y. riebalų metilesteris = biodyzelinui).

Ultragarsinė įranga Sonocatalysis

Ultragarso reaktorius su 7 x 1kW ultragarsiniu procesoriumi UIP1000hdHielscher gamina Ultragarsiniai prietaisai naudoti ne bet kokio mastelio ir procesų įvairovė. Tai apima laboratorijos ardymo mažais flakonais, taip pat pramoniniai reaktoriai ir srauto elementai. Atliekant pirminį proceso bandymą laboratorijoje, UP400S (400 vatai) yra labai tinkamas. Jis gali būti naudojamas partijos procesus, taip pat inline ardymo. Kad proceso testavimas ir optimizavimas būtų atlikti iki mastelio, rekomenduojame naudoti UIP1000hd (1000 Watts), nes šie vienetai yra labai lengvai pritaikomi ir rezultatai turi būti sumažinta linijiniu su bet didesniu pajėgumu. Visos skalės gamybai siūlome ultragarsinius prietaisus iki 10kw ir 16kw Ultragarso galia. Kelių tokių vienetų grupės teikia labai aukštus perdirbimo pajėgumus.

Mums bus malonu remti jūsų procesą bandymai, optimizavimas ir masto iki. Pasikalbėkite su mumis apie tinkamą įrangą arba apsilankykite mūsų proceso laboratorijoje.

Užsisakykite daugiau informacijos!

Prašome užpildyti šią formą prašyti daugiau informacijos apie Sonocatalysis ir ultragarsu padeda katalizės.









Atkreipkite dėmesį, kad mūsų Privatumo politika.


Literatūra apie Sonocatalysis ir ultragarsu padeda katalizės

Suslick, KS; Didenko, Y .; Fangas, MM; Hyeon, T .; Kolbeck, KJ; McNamara, WB III; Mdleleni, MM; Wong, M. (1999): Akustinė kavitacija ir jos cheminės pasekmės: Phil. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.

Suslick, K. S.; Skrabalak, S. E. (2008): "Sonocatalysis" Vadove įvairiarūšės katalizės, Vol. 4; Ertl, G.; , H.; Šth, F.; Weitkamp, J., EDS.; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, p. 2006-2017.