F22 Глубокая очистка веществ. Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. школа», 1974. 160 с. с ил.
Данное учебное пособие является первой попыткой изложить на современном уровне теорию глубокой очистки веществ. Авторы на научном уровш дают классификацию веществ особой чистоты и методов глубокой очистки Описываются химические, дистилляционные, кристаллизационные и другие методы очистки веществ.
Авторы книги сумели преодолеть трудности, связанные с применением математического аппарата при описании ряда процессов, в частности, нестационарного массообмена в ректлфикационной колонне и стационарного массо-обмена в кристаллизационной колонне.
0254^523
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее, время научно-технический прогресс невозможен без ветцеств особой чистоты. Атомная энергетика, полупроводниковая техника, физика сверхпроводников — вот далеко не полный перечень потребителей веществ особой чистоты. Еще большее применение они найдут в будущем. Уже сейчас совершенно ясно, что сверхпрочные материалы для техники завтрашнего дня можно создать лишь на основе веществ высокой -степени чистоты.
Проблема получения веществ особой чистоты возникла, конечно, далеко не сразу. Химики всегда стремились получать как простые, так и сложные вещества в наиболее чистом состоянии, справедливо полагая, что свойства веществ зависят от степени их чистоты. Еще алхимики считали необходимым «очищать и разрешать» вещества. Эта тенденция в дальнейшем приобретала все большее развитие вследствие возрастающих потребностей науки и техники в чистых материалах. Особенно резкое возрастание требований к чистоте ряда веществ имело место в связи с развитием полупроводниковой радиоэлектроники, которая потребовала кремния, германия, селена и других металлов с содержанием примесей на уровне 1Q-6—10~7 вес. %. Тогда же получил распространение термин «элементы особой чистоты». Так стали называть простые вещества, содержание примесей в которых было на несколько порядков ниже, чем в тех же веществах, получаемых промышленностью до второй мировой войны. Это название обосновано, так как при таком изменении содержания примесей часто наблюдалось резкое изменение свойств вещества.
Наряду с производством простых особо чистых веществ появилось производство и сложных веществ особой чистоты. Это полупроводниковые соединения,^диэлектрики, реактивы и т. д. Допустимое содержание примесей в веществах особой чистоты может изменяться в
Оглавление , ,
Стр. -
Введение.......................... 3 -
1. Классификация веществ особой чистоты........ 4
2. Классификация методов глубокой очистки веществ ... 6
Глава I. Химические методы глубокой очистки веществ ... 8
§ 1. Характеристика химических методов глубокой очистки
веществ ....................... —
§ 2. Оценка предельных возможностей химических методов
глубокой очистки веществ.............. 9
§ 3. Химические транспортные реакции (реакции переноса) 15
1. Перенос вещества потоком газа-реагента....... 18
2. Перенос вещества молекулярной диффузией...... 23
3. Перенос вещества посредством конвекции...... 25
§ 4. Сравнительная характеристика химических и физико-химических методов очистки веществ......... 27
Глава II. Дистилляционные методы.............29
§ 1. Коэффициент разделения.............. —
•§ 2. Методы определения коэффициента разделения .... 31
1. Метод испарения небольших количеств раствора ... —
2. Определение коэффициента разделения на приборе однократного испарения (на приборе в одну теоретическую ступень)................... . —
3. Метоз^ релеевской дистилляции........... 32'
§ 3. Простая перегонка................. 36 *
§ 4. Ректификация ................."... 37
§ 5. Тарельчатые колонны................ 41
1. Фактор разделения в стационарном состоянии и безотборном режиме..................... 42
2. Влияние" скорости отбора продукта на фактор разделения ........................- . 44 .
§ 6. Насадочные колонны................ 46
1. Понятие о движущей силе массообмена.......47
2. Фактор разделения в стационарном состоянии и безотборном режиме...................50
3. Влияние скорости отбора продукта на фактор разделе-ния.........................52
4. Высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ). Высота единицы переноса (ВЕП). Взаимосвязь между ВЭТТ и ВЕП....................54
§ 7. Пленочные колонны ................• 59
§ 8. Нестационарные процессы в ректификационной колонне 64
1. Пусковой период колонны............. _
2. Влияние скорости отбора продукта на пусковой период 69
3. Вторичный выход колонны к стационарному состоянию при изменении условий проведения процесса ректификации ...................._ 70
§ 9. Влияние загрязняющего действия материала аппаратуры на глубину очистки веществ методом ректификации '72
1. Фактор разделения в безотборном режиме . - 74
2. Влияние скорости отбора продукта на фактор' разделения . . ..................г г уд
3. Предельное значение концентрации примеси' '.-' ' ' ' 77 § 10. Оценка глубины ректификационной очистки тёрмоне-
стойких веществ............ 78 '
§ 11. Молекулярная дистилляция .........[. \ 80
Глава III. Кристаллизационные методы........... 85
§ 1. Кристаллизация из расплава............. 86
1. Коэффициент разделения (коэффициент распределения) 87
2. Нормальная направленная кристаллизация...... 89
§ 2. Зонная перекристаллизация (зонная плавка)..... 92
1. Распределение примеси по длине слитка после одного прохода расплавленной зоны ............ 94
2. Распределение примеси по длине слитка после нескольких проходов расплавленной зоны .......... 96
3. Распределение примеси по длине слитка после бесконечно большого числа проходов расплавленной зоны (конечное распределение) ...»........... 97
§ 3. Противоточная кристаллизация из расплава .... . 100
1. Фактор разделения в безотборном режиме....._. 103
2. Распределение примеси по высоте кристаллизационной
колонны
104
3. Влияние скорости отбора продукта на фактор разделения .........................106
§ 4. Кристаллизация из раствора.............108
1. Коэффициент разделения (коэффициент распределения) 110
2. Фракционированная (дробная) кристаллизация . . . .112
3. Противоточная кристаллизация из раствора ..... 116
Глава IV. Другие методы..................119
§ 1. Метод термодиффузии...............—
1. Коэффициент разделения установки,, свободной от конвекции....................... —
2. Постоянная термодиффузии.............121
§ 2. Термодиффузионные колонны........... . 123
1. Скорость движения газа в колонне..........127
2. Вычисление скорости переноса примеси вдоль по колонне........................128
3. Фактор разделения в безотборном режиме ...... 131
4. Пусковой период колонны..............132
§ 3. Метод ионного обмена...............134
1. Статический способ.................136
2. Динамический способ................137
159
Приложение 1. Вывод уравнений юестапиогаармаго массообме-
иа в 'ректификационной колонне.......... . 139
1. Первичный выход колонны к стационарному состоя-.нию...................г ....... —
2. Вторичный выход колонны к стационарному состоянию (при изменении состава поступающей на разделение смеси) ........................148
Приложение II. Вывод уравнений стационарного массообмена
в кристаллизационной колонне ............. 149
Литература......... . . ._............156
Цена: 150руб.
