Способы получения аэрозолей.

Дымы и туманы получаются методам диспергирования или методом конденсации. Первый метод сводится к измельчению вещества путем его размалывания, разбрызгивания или распыления при помощи взрыва. Затрата энергии, необходимая для получения аэрозолей этим методом, сводится к совершению известной механической работы.

Почти всегда методом диспергирования получаются аэрозоли с более крупными частицами, чем методом конденсации. Вследствие этого на практике для получения аэрозолей чаще пользуются методом конденсации. Процесс конденсации идет самопроизвольно и только в начале требует затраты энергии для получения пересыщенного пара. При конденсации пара отдельные молекулы вещества слипаются между собой, образуя большие агрегаты — коллоидные частицы. Пересыщенный пар может быть получен:

— охлаждением горячего пара;

— получением из газообразных продуктов твердого или жидкого вещества, пересыщающего своими парами пространство.

Создание маскирующих дымовых завес осуществляется обычно следующими способами:

— испарением масел;

— диспергированием в воздухе летучих жидкостей (например, TiCl4), которые образуют дым, реагируя с влагой воздуха;

— сжиганием на воздухе фосфора (или фосфорных смесей);

— сжиганием пиросоставов, которые содержат в себе или образуют в процессе горения различные дымообразующие вещества.

1. Испарение масел, с последующей конденсацией его паров с образованием мельчайших капель тумана, осуществляется или впрыскиванием масел в выхлопную трубу двигателей или с использованием специальных термических смесей, содержащих аммиачную селитру и уголь. Одна из таких сравнительно быстрогорящих смесей содержит 86% NH4NO3, 11% угля, 3% льняного масла. Ее калорийность ~0, 7 ккал/кг (2, 9 кДж/г), Vyw\ л/г (при нормальных условиях), приближенное уравнение реакции горения:

6NH4N03 + 4С= 11Н20 + СО + ЗСО2+6N2+Н2.

Замедление горения таких смесей осуществляется введением в них до 8% NH4C1.

2. В качестве дымообразующих жидкостей используют хлориды титана, олова и кремния, а также хлорсуль-фоновую кислоту; свойства этих веществ приведены в табл. 16.2.

Таблица 16.2

Наилучшими дымообразующими свойствами из указанных в таблице хлоридов обладает TiCU. Гидролиз его на воздухе протекает по стадиям:

TiCI4 =+H2O= TiCI4 • 5Н20 = ТiС1з (ОН) • 4H2O=TiCl2 (ОН)2 • ЗН2О =Ti (ОН)4 Н2O

Одновременно образуется все в увеличивающемся количестве хлористый водород. При контакте последнего с аммиаком образуется дым NH4C1 и дымообразующие свойства системы улучшаются (см. табл. 16.1). SiCl4 значительно менее реактивен, чем TiCl4.

3. Ф о с ф о р н ы е дымы могут быть получены:

а) горением на воздухе белого или красного фосфора;

б) при горении смесей, содержащих избыток красного фосфора и немного окислителя;

в) горением на воздухе фосфинов, получаемых при взаимодействии фосфидов (например, Са3Р2) с водой. Этот вариант используется в морских дымовых сигналах.

Может быть также осуществлено горение смесей красного фосфора с различными органическими горючими.

По варианту «б» может быть осуществлена реакция:

30CaS04+76P=15Ca2P207+10P4Sз+ЗP205.

Избыток фосфора испаряется, и пары фосфора, а также Р4Sз, сгорают на воздухе, образуя P205 и S02.

Высокая эффективность фосфорных дымов определяется тем, что при реакции с влагой воздуха P2O5 образует фосфорные кислоты (НРОз и НзРO4), которые, в свою очередь, притягивают к себе влагу из воздуха. Найдено, что из одной весовой части фосфора при 75%-ной влажности воздуха образуется семь весовых частей аэрозоля (тумана).