logo

Absorbsiya

Yuklangan vaqt:

08.08.2023

Ko'chirishlar soni:

0

Hajmi:

66.5 KB
     
Absorbsiya
Reja:
1. Absorbsiya
2. Absorberlarning sinflari 
3. Nasadkali  absorberlar  Adsorbsiya
 
Gaz   aralashmalari   gaz   yoki   bug‘larni   yoki   eritmalarda   erigan
moddalarni qattiq, g‘ovaksimon jism yordamida yutish jarayoni
adsorbsiya   deb   nomlanadi.   Yutilayotgan   modda   adsorbtiv ,
yutuvchi modda esa adsorbent deb ataladi.
Adsorbsiya   jarayonining   o‘ziga   xosligi   shundaki,   u   selektiv   va
qaytar jarayondir. Jarayonning qaytar bo‘shligi tufayli adsorbent
yordamida   bug‘-gaz   aralashmalaridan   bir   yoki   bir   necha
komponentlarni   yutish,   so‘ng   esa   maxsus   sharoitda   ularni
adsorbentdan ajratib olish mumkin.
Adsorbsiyaga   teskari   jarayon   desorbsiya   deb   nomlanadi.
Adsorbsiya   jarayoni   xalq   xo‘jaligining   turli   sohalarida   keng
tarqalgan   bo‘lib,   gazlarni   tozalash   va   qisman   quritish,
eritmalarni
tozalash   hamda   tindirish,   bug‘-gaz   aralashmalarini   ajratish
uchun ishlatiladi.
Kimyo   sanoatida   adsorbsiya   quyidagi   hollarda:   gazlar   va
eritmalarni tozalash hamda quritishda, eritmalardan qimmatbaho
moddalarni   ajratib   olishda,   neft   va   neft   mahsulotlarini
tozalashda,   neftni   qayta   ishlashda   hosil   bo‘ladigan   gaz
aralashmalaridan aromatik
uglevodorodlarni   (etilen,   vodorod,   benzin   fraksiyalaridan
aromatic uglevodorodlarni) ajratib olishda ishlatiladi.
Adsorbsiya   jarayoni   2   xil   bo‘ladi,   ya’ni   fizik   va   kimyoviy
adsorbsiya. Agar adsorbent va adsorbtiv molekulalarining o‘zaro
tortishishi Van-der-Vaals kuchlari ta’siri ostida sodir bo‘lsa,
bunday jarayon fizik adsorbsiya deb nomlanadi.
Fizik   adsorbsiya   jarayonida   adsorbent   va   adsorbtivlar   o‘rtasida
kimyoviy o‘zaro ta’siri bo‘lmaydi.
Adsorbsiya   jarayonida   bug‘larning   yutilishi   paytida   ular
kondensatsiyalanadi,   ya’ni   adsorbent   kovaklari   suyuqlik   bilan
to‘lib qoladi. Boshqacha aytganda, adsorbentda ka р illyar
kondensatsiya ro‘y beradi.
Kimyoviy   adsorbsiya   yoki   xemosorbsiya   adsorbent   va   yutilgan
modda   molekulalari   orasida   kimyoviy   bog‘lar   hosil   bo‘lishi
bilan   xarakterlanadi.   Bu,   albatta,   kimyoviy   reaksiyaning
natijasidir.   Bundan   tashqari   xemosorbsiya   jarayonida   kimyoviy
reaksiya tufayli katta miqdorda issiqlik ajralib chiqadi.
Adsorbsiya   jarayonining   selektivligi   adsorbent   yutilayotgan
komponentning   konsentratsiyasiga,   haroratga,   tabiatiga   va
gazlar yutilayotganda bosimga bog‘liqdir.
Bundan   tashqari   jarayon   tezligi   adsorbentlarning   solishtirma
yuza kattaligiga ham bog‘liq.                                                  Adsorbentlar   turlari   va
xususiyatlari
Ma’lumki,   xalq   xo‘jaligining   turli   sohalarida   qo‘llaniladigan
adsorbentlar   iloji   boricha   katta   solishtirma   yuzaga   ega   bo‘lishi
kerak.   Kimyo,   neft   va   gazni   qayta   ishlash   hamda   boshqa
sanoatlarda   faollangan   ko‘mir,   silikagel,   seolit,   sellyuloza,
ionitlar,   mineral   tuproq   (bentonit,   diatomit,   kaolin)   va   boshqa
materiallar   adsorbent   sifatida   ishlatiladi.   Albatta,   adsorbentlar
mahsulot   bilan   bevosita   ta’sirda   bo‘lgani   uchun   zararsiz,
mustahkam, zaharsiz va mahsulotni iflos qilmasligi kerak.
Adsorbentlar   moddaning   massa   birligiga   nisbatan   juda   kata
solishtirma yuzali bo‘ladi. Uning ka р illyar kanallari o‘lchamiga
qarab 3 guruhga bo‘linadi, ya’ni makrog‘ovakli (> 2·10-4 mm),
oraliq   g‘ovakli   (6·10-6 ј 2·10-4   mm)   va   mikrog‘ovakli   (2·10-
6 ј 6·10-6   mm)   bo‘ladi.   Shuni   ta’kidlash   kerakki,   adsorbsiya
jarayonining   xarakteri   ko‘p   jihatdan   g‘ovaklar   o‘lchamiga
bog‘liq.   Adsorbent   yuzasida   yutilayotgan   komponent
molekulalarining   miqdoriga   qarab   bir   molekulali
(monomolekulali   adsorbsiya)   va   ko‘p   molekulali   qatlam
(polimolekulali adsorbsiya) hosil qilishi mumkin.
Adsorbentlarning yana bir muhim xususiyati shundaki, bu uning
yutish qobiliyati yoki faolligidir. Adsorbent faolligi uning birlik
massasi   yoki   hajmida   komponent   yutish   miqdori   bilan
belgilanadi.   Yutish   qobiliyati   2   xil,   ya’ni   statik   va   dinamik
bo‘ladi. Adsorbentning statik yutish qobiliyati massa yoki hajm
birligida maksimal miqdorda modda yutishi bilan belgilanadi.
Dinamik   yutish   qobiliyati   esa   adsorbent   orqali   adsorbtiv
o‘tkazish yo‘li bilan aniqlanadi.
Adsorbentlarning komponent yutish qobiliyati harorat, bosim va
yutilayotgan   modda   konsentratsiyasiga   bog‘liq.   Ushbu
sharoitlarda   adsorbentning   maksimal   yutish   qobiliyati
muvozanat faolligi deb nomlanadi.
Adsorbentlar   zichligi,   ekvivalent   diametri,
mustahkamligi,granulometrik   tarkibi,   solishtirma   yuza   kabi
xossalari   bilan   xarakterlanadi.   Sanoatda   ko‘ р incha   granula   (2 ј 7
mm)
ko‘rinishidagi   yoki   o‘lchamlari   50 ј 200   mkm   bo‘lgan
kukunsimon adsorbentlardan foydalaniladi.
Faollangan   ko‘mirlar,   odatda,   tarkibida   uglerod   bo‘lgan
yog‘och,   torf,   hayvonlar   suyagi,   toshko‘mir   kabi   mahsulotlarni
quruq haydash yo‘li bilan olinadi. Ko‘mir faolligini oshirish uchun   unga   900°C   dan   ortiq   haroratda   havosiz   termik   ishlov
beriladi.   Bunda   material   g‘ovaklaridagi   smolalar   ekstragent
yordamida ekstraksiya qilib olinadi.
Faollangan   ko‘mirlarning   solishtirma   yuzasi   –   600 ј 1750   m2
/   g.
Т o‘kma   zichligi   –   250 ј 450   kg/m3,   mikrog‘ovaklar   hajmi   –
0,23...0,7sm3/g.   Bundan   tashqari   ular   tarkibida   juda   kam
miqdorda   (<8%)   kul   bo‘ladi.   Yana   shuni   ta’kidlash   kerakki,
havoda 300°C haroratda faollangan ko‘mir yonadi. Faollangan   ko‘mirning   mayda   kukunlari   200°C   ga   yaqin
haroratda   yonadi   va   konsentratsiyasi   17 ј 24   g/sm3   bo‘lganda
havo tarkibidagi kislorod bilan portlovchi birikma hosil qiladi.
Adsorbsiya   jarayonida   tozalashning   samaradorligi
adsorbentning   g‘ovaksimon   tuzilishiga   bog‘liq   bo‘lib,   bunda
mikrog‘ovak   asosiy   rol   o‘ynaydi.   Faollangan   ko‘mirlar
adsorbsion   bo‘shlig‘ining   chegaraviy   hajmi   0,3   sm3/g   ligi
tozalash jarayonida qo‘llash tavsiya
etiladi. Ma’lumki, mikrog‘ovaklar o‘lchami katalitik reaksiyalar
tezligini belgilaydi. Mikrog‘ovak o‘lchami 0,8 ј 1,0 mkm bo‘lgan
faollangan ko‘mirlar optimal deb hisoblanadi.
Silikagellar   –   bu     kremniy   kislota   gelining   suvsizlantirilgan
mahsulotidir.   Ushbu   adsorbentlar   natriy   silikat   eritmalariga
kislota yoki ular tuzlarining eritmalarini ta’siri natijasida olinadi.
Silikagellarning   solishtirma   yuzasi   400 ј 780   m2/g,   to‘kma
zichligi   esa   100 ј 800   kg/m3.   Silikagel   granulalari   7mm   gacha
bo‘lishi mumkin. Silikagellar asosan suv bug‘ini yutish, gazlarni
quritish   va   tozalash   uchun   qo‘llaniladi.   Bu   adsorbent   boshqa
adsorbentlarga
qaraganda yonmaydi, mexanik jihatdan mustahkam bo‘ladi. 
Seolitlar   –   tabiiy   va   sun’iy   mineral   holatida
bo‘lib,alyumosilikatning suvli birikmasi. Ushbu adsorbent suvda
va   organic   eritmalarda   erimaydi.   Sun’iy   seolit   g‘ovaklar
o‘lchami adsorb-
siyalanayotgan   molekula   o‘lchamiga   yaqin   bo‘lgani   uchun
g‘ovaklarga   kirayotgan   molekulalarni   adsorbsiya   qila   oladi.   Bu
turdagi seolitlar «molekulyar elaklar» deb nomlanadi.
Seolitlar yuqori yutish qobiliyatiga ega bo‘lgani uchun gazlar va
suyuqliklarni   qisman   quritish   yoki   suvsizlantirish   uchun   ham
qo‘llaniladi. Seolitlar, ko‘ р incha 2 ј 5 mm diametrli granula
ko‘rinishida ishlab chiqariladi.
Т uproqlar   va   tabiiy   tuproqsimon   adsorbentlar   qatoriga
bentonit, diatomit, gumbrin, kaolin, askanit, murakkab kimyoviy
tarkibli yuqori dispersistemalar SiO , Al O , CaO, Fe O , 2 2 3 2 3 MgO   va   boshqa   metall   oksidlari   kiradi.   Т abiiy   tuproqlar
faolligini   oshirish  uchun ular  sulfat   va  xlorid  kislotalar  bilan
qayta ishlanadi.
Natijada   kalsiy,   magniy,   temir,   alyuminiy   va   boshqa   metal
oksidlari   chiqarib   yuborilishi   tufayli   qo‘shimcha   g‘ovaklar
hosil bo‘ladi.
Bu   tuproqlar   solishtirma   yuzasi   20 ј 100   m2/g,   g‘ovaklar
o‘rtacha radiusi 3 ј 10 mkm bo‘ladi.
Kation   almashinish   sig‘imi   ortishi   bilan   tuproqlarning
tozalash   qobiliyati   ko‘payadi.   Odatda   tuproqlar   suyuqlik
muhitlarni   tozalash   uchun   ishlatiladi,   masalan,   rangli
moddalarni   qayta   ishlash   natijasida   mahsulot   oqaradi.
Shuning   uchun   ayrim   hollarda   tuproqli   adsorbentlar
oqartiruvchi tuproq deb ham ataladi.
Eritmalar   yoki   qattiq   jismlar   tarkibidan   bir   yoki   bir
necha   komponentlarni   erituvchilar   yordamida   ajratib   olish
jarayoni   ekstraksiyalash   deb   ataladi.   Bu   jarayon   ikki   turga
bo‘linadi:   a)   suyuqliklarni   ekstraksiyalash;   b)   qattiq
materiallarni ekstraksiyalash.
Eritmalar   tarkibidan   bir   yoki   bir   necha   komponentlarni
tanlab   ta’sir   qiluvchi   erituvchilar   –   ekstragentlar   yordamida
ajratib   olish   jarayoni   suyuqliklarni   ekstraksiyalash   deb
yuritiladi.   Suyuq   aralashma   bilan   erituvchi   o‘zaro
aralashtirilganda   erituvchida   faqat   kerakli   komponentlar
yaxshi   eriydi,   qolgan   komponentlar   esa   juda   yomon   yoki
butunlay erimaydi.
Gaz   yoki   bug‘larning,   gaz   yoki   bug‘li   aralashmalardagi
komponentlarning suyuqlikda yutilish jarayoni absorbsiya
deb   nomlanadi.   Yutilayotgan   gaz   yoki   bug‘   absorbtiv ,
yutuvchi suyuqlik esa absorbent   deb   ataladi.   Ushbu
jarayon   selektiv   va   qaytar   jarayon   bo‘lib,   gaz   yoki   bug‘
aralashmalarini ajratish uchun xizmat qiladi.
Absorbtiv   va   absorbentlarning   o‘zaro   ta’siriga   qarab,
absorbsiya jarayoni 2 ga bo‘linadi: fizik absorbsiya; kimyoviy absorbsiya (xemosorbsiya).
Fizik   absorbsiya   jarayonida   gazning   suyuqlik   bilan
yutilishi     paytida   kimyoviy   reaksiya   yuz   bermaydi,   ya’ni
kimyoviy   birikma   yangi   modda   hosil   bo‘lmaydi.   Agar
suyuqlik bilan yutilayotgan gaz kimyoviy reaksiyaga kirishsa,
bunday   jarayon   xemosorbsiya   deyiladi,   ya’ni   kimyoviy
absorbsiya.
Ma’lumki,   fizik   absorbsiya   ko‘ р incha   qaytar   jarayon
bo‘lgani   sababli,   suyuqlikka   yutilgan   gazni   ajratib   olish
imkoni   bo‘ladi.   Bunday   jarayon   desorbsiya   deb   nomlanadi.
Absorbsiya   va   desorbsiya   jarayonlarini   uzluksiz   ravishda
tashkil   etish   yutilgan   gazni   sof   holda   ajratib   olish   va
absorbentni   ko‘p   marta   qayta   ishlatish   imkonini   beradi.
Absorbsiya   jarayoni   sanoat   korxonalarida   uglevodorodli
gazlarni   ajratish,   sulfat,   azot,   xlorid   kislotalar   va   ammiakli
suvlarni   olishda,   gaz   aralashmalaridan   qimmatbaho
komponentlarni   ajratish   va   boshqa   hollarda   keng   miqyosda
ishlatiladi.   Absorbsiya   jarayoni   ishtirok   etadigan
texnologiyalarni   qurilmalar   bilan   jihozlash   murakkab   emas.
Shuning   uchun   kimyo,neft   va   gazni   qayta   ishlash   hamda
boshqa sanoatlarda absorberlar ko‘p ishlatiladi. Foydalanilgan adabiyotlar:
1.   A. Г .   K асаткин .   Основные   процессы   и   аппараты
химической технологии. – M.: Xимия, 1973.
2.   С.A.   Фарамазов.   «Оборудование
ефтеперерабатывающих
заводов». Учебное пособие. – M.: Xимия, 1984.
3.  Г.Л. Вихман, С.A. Круглов. Основы
конструирования
аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. –
M.:
Гостоптехиздат, 1978.
4.   A.С.   Бобков.   Основы   строительства   промышленных
зданий и сооружений химической промышленности. – M.:
Высш. школа, 1965.
5.  A.Н. Плановский, П.И. Николаев.  Процессы и аппараты
химической и нефтехимической технологии. – M.: Химия,
1987.
6.   Z.   Salimov,   I.   Т o‘ychiyev.   Ximiyaviy   texnologiya
protseslari va
apparatlari.  Т.: O‘qituvchi. 1987.
7.  Ю.И. Дитнерский. «Процессы   и   аппараты
химической
технологии» в 2-x Т. – M.: Xимия, 1995.
8.   A.И.   Владимиров,   В.A.   Шелкунов,   С.A.   Куликов.
«Основные
процессы   и   аппараты   нефтегазопереработки».   –   M.:
Нефть и газ, 1996.
9.  В.В. Николаев, Н.В. Буситинья, И.Г. Бусигин.  Основные
процессы   физической   и   физико-химической   переработки
газа. –
M.: OAO «Недра», 1998.
10.  A.И. Скобло, Ю.K. Молоканова, A.И. Владимиров, В.A.
Ше-
челкунов.   Процессы   и   аппараты   нефтегазопереработки
и нефтехимии. – M.: Недра, 2000

Absorbsiya Reja: 1. Absorbsiya 2. Absorberlarning sinflari 3. Nasadkali absorberlar

Adsorbsiya Gaz aralashmalari gaz yoki bug‘larni yoki eritmalarda erigan moddalarni qattiq, g‘ovaksimon jism yordamida yutish jarayoni adsorbsiya deb nomlanadi. Yutilayotgan modda adsorbtiv , yutuvchi modda esa adsorbent deb ataladi. Adsorbsiya jarayonining o‘ziga xosligi shundaki, u selektiv va qaytar jarayondir. Jarayonning qaytar bo‘shligi tufayli adsorbent yordamida bug‘-gaz aralashmalaridan bir yoki bir necha komponentlarni yutish, so‘ng esa maxsus sharoitda ularni adsorbentdan ajratib olish mumkin. Adsorbsiyaga teskari jarayon desorbsiya deb nomlanadi. Adsorbsiya jarayoni xalq xo‘jaligining turli sohalarida keng tarqalgan bo‘lib, gazlarni tozalash va qisman quritish, eritmalarni tozalash hamda tindirish, bug‘-gaz aralashmalarini ajratish uchun ishlatiladi. Kimyo sanoatida adsorbsiya quyidagi hollarda: gazlar va eritmalarni tozalash hamda quritishda, eritmalardan qimmatbaho moddalarni ajratib olishda, neft va neft mahsulotlarini tozalashda, neftni qayta ishlashda hosil bo‘ladigan gaz aralashmalaridan aromatik uglevodorodlarni (etilen, vodorod, benzin fraksiyalaridan aromatic uglevodorodlarni) ajratib olishda ishlatiladi. Adsorbsiya jarayoni 2 xil bo‘ladi, ya’ni fizik va kimyoviy adsorbsiya. Agar adsorbent va adsorbtiv molekulalarining o‘zaro tortishishi Van-der-Vaals kuchlari ta’siri ostida sodir bo‘lsa, bunday jarayon fizik adsorbsiya deb nomlanadi. Fizik adsorbsiya jarayonida adsorbent va adsorbtivlar o‘rtasida kimyoviy o‘zaro ta’siri bo‘lmaydi. Adsorbsiya jarayonida bug‘larning yutilishi paytida ular kondensatsiyalanadi, ya’ni adsorbent kovaklari suyuqlik bilan to‘lib qoladi. Boshqacha aytganda, adsorbentda ka р illyar kondensatsiya ro‘y beradi. Kimyoviy adsorbsiya yoki xemosorbsiya adsorbent va yutilgan modda molekulalari orasida kimyoviy bog‘lar hosil bo‘lishi bilan xarakterlanadi. Bu, albatta, kimyoviy reaksiyaning natijasidir. Bundan tashqari xemosorbsiya jarayonida kimyoviy reaksiya tufayli katta miqdorda issiqlik ajralib chiqadi. Adsorbsiya jarayonining selektivligi adsorbent yutilayotgan komponentning konsentratsiyasiga, haroratga, tabiatiga va gazlar yutilayotganda bosimga bog‘liqdir. Bundan tashqari jarayon tezligi adsorbentlarning solishtirma yuza kattaligiga ham bog‘liq.

Adsorbentlar turlari va xususiyatlari Ma’lumki, xalq xo‘jaligining turli sohalarida qo‘llaniladigan adsorbentlar iloji boricha katta solishtirma yuzaga ega bo‘lishi kerak. Kimyo, neft va gazni qayta ishlash hamda boshqa sanoatlarda faollangan ko‘mir, silikagel, seolit, sellyuloza, ionitlar, mineral tuproq (bentonit, diatomit, kaolin) va boshqa materiallar adsorbent sifatida ishlatiladi. Albatta, adsorbentlar mahsulot bilan bevosita ta’sirda bo‘lgani uchun zararsiz, mustahkam, zaharsiz va mahsulotni iflos qilmasligi kerak. Adsorbentlar moddaning massa birligiga nisbatan juda kata solishtirma yuzali bo‘ladi. Uning ka р illyar kanallari o‘lchamiga qarab 3 guruhga bo‘linadi, ya’ni makrog‘ovakli (> 2·10-4 mm), oraliq g‘ovakli (6·10-6 ј 2·10-4 mm) va mikrog‘ovakli (2·10- 6 ј 6·10-6 mm) bo‘ladi. Shuni ta’kidlash kerakki, adsorbsiya jarayonining xarakteri ko‘p jihatdan g‘ovaklar o‘lchamiga bog‘liq. Adsorbent yuzasida yutilayotgan komponent molekulalarining miqdoriga qarab bir molekulali (monomolekulali adsorbsiya) va ko‘p molekulali qatlam (polimolekulali adsorbsiya) hosil qilishi mumkin. Adsorbentlarning yana bir muhim xususiyati shundaki, bu uning yutish qobiliyati yoki faolligidir. Adsorbent faolligi uning birlik massasi yoki hajmida komponent yutish miqdori bilan belgilanadi. Yutish qobiliyati 2 xil, ya’ni statik va dinamik bo‘ladi. Adsorbentning statik yutish qobiliyati massa yoki hajm birligida maksimal miqdorda modda yutishi bilan belgilanadi. Dinamik yutish qobiliyati esa adsorbent orqali adsorbtiv o‘tkazish yo‘li bilan aniqlanadi. Adsorbentlarning komponent yutish qobiliyati harorat, bosim va yutilayotgan modda konsentratsiyasiga bog‘liq. Ushbu sharoitlarda adsorbentning maksimal yutish qobiliyati muvozanat faolligi deb nomlanadi. Adsorbentlar zichligi, ekvivalent diametri, mustahkamligi,granulometrik tarkibi, solishtirma yuza kabi xossalari bilan xarakterlanadi. Sanoatda ko‘ р incha granula (2 ј 7 mm) ko‘rinishidagi yoki o‘lchamlari 50 ј 200 mkm bo‘lgan kukunsimon adsorbentlardan foydalaniladi. Faollangan ko‘mirlar, odatda, tarkibida uglerod bo‘lgan yog‘och, torf, hayvonlar suyagi, toshko‘mir kabi mahsulotlarni quruq haydash yo‘li bilan olinadi. Ko‘mir faolligini oshirish

uchun unga 900°C dan ortiq haroratda havosiz termik ishlov beriladi. Bunda material g‘ovaklaridagi smolalar ekstragent yordamida ekstraksiya qilib olinadi. Faollangan ko‘mirlarning solishtirma yuzasi – 600 ј 1750 m2 / g. Т o‘kma zichligi – 250 ј 450 kg/m3, mikrog‘ovaklar hajmi – 0,23...0,7sm3/g. Bundan tashqari ular tarkibida juda kam miqdorda (<8%) kul bo‘ladi. Yana shuni ta’kidlash kerakki, havoda 300°C haroratda faollangan ko‘mir yonadi.