Маъруза 11 Ультрафильтрлаш. Тескари осмос. Газларни чангдан тозалаш усуллари. Скрубберлар ва уларнинг турлари

Маъруза 11

Ультрафильтрлаш. Тескари осмос. Газларни чангдан тозалаш усуллари. Скрубберлар ва уларнинг турлари.

Режа:
1.Умумий тушунчалар.
2. Тескари осмос ва ультрафильтрлаш.
3. Газларни чангдан тозалаш усуллари.
4. Скрубберлар ва уларнинг турлари.


Умумий тушунчалар
Cуюқ ва газ аралашмаларни ажратиш жараёнлари халқ хўжалигининг кўп соҳаларида муҳим аҳамиятга эга. Бундай аралашмаларни ажратишда ҳайдаш, ректификация, экстракция, адсорбция жараёнлари кенг ишлатилади. Лекин, газ ва суюқ аралашмаларни ажратишнинг энг универсал усули, ярим ўтказувчан тўсиқ мембраналар ёрдамида ажратишдир (11.1-расм).
Кимё ва нефтни қайта ишлаш саноатларида мембрана усуллари азеотроп аралашмаларни ажратишда, эритмаларни тозалаш ва концентрациясини орттиришда, юқори молекулали бирикмаларни эритмаларидан ажратиб олишда; биотехнология ва медицина саноатида вакцина, ферментларни ажратиш ва тозалашда; озиқ - овқат саноатида сабзавот ва мевалар шарбатлари концентрациясини ошириш учун, сувни ва сувли эритмаларни қайта ишлашда, оқава сувларни тозалашда мембрана жараёнлари кенг қўламда қўлланилади.
Охирги йилларда газ аралашмаларни ушбу усулда ажратиш жадал равишда ривожланмоқда. Ҳозирги кунда ҳаводан кислородни, гелийни ва SO₂ ни табиий газдан ажратиб олишда ишлатилмоқда.
Ҳисоботлар ва йиғилган тажриба натижалари шуни кўрсатадики, мембраналарни қўллаш мавжуд технологияларда катта иқтисодий самара бериши мумкин ва янги, содда энергетик тежамли ва экологик жиҳатдан тоза технологиялар яратишда кенг имкониятлар туғдириши мумкин.
Саноатнинг турли технологияларида кенг қўлланилаётган мембрана усулларига тескари осмос, ультрафильтрлаш, микрофильтрлаш, диализ, электродиализ, мембрана орқали буғлатиш ва газларни ажратишларни келтириш мумкин.
Ярим ўтказувчан тўсиқ - мембраналарни хусусий хоссаларига кўра, у орқали ўтган модда бир ёки бир неча компонент билан тўйинади ёки шу компонентлар миқдорига моддада камаяди. Қатор ҳолларда жараён шунчалик тўлиқ ўтадики, моддада деярли дисперс фаза қолмайди, чунки улар мембранада ушланиб қолади.
Шундай қилиб, мембранали жараённинг ҳаракатга келтирувчи кучи сифатида босимлар градиенти - баромембранали жараёнлар (тескари осмос, нано-, ультра- ва микрофильтрлаш), концентрациялар градиенти - диффузион - мембранали жараёнлар (диализ, мембрана орқали буғланиш, мембрана ёрдамида газларни ажратиш ва ҳоказо), электр потенциал градиенти - электромембранали жараёнлар (электродиализ, электроосмос ва ҳоказо), температура градиенти - термомембранали жараёнлар (мембранали дистилляция ва ҳоказо) бўлиши мумкин.
Мембрана орқали ўтган модда пермеат деб номланади, мембранада қолган аралашма эса - ретант (ёки концентрат) деб аталади.
Мембрана ёрдамида ажратиш жараёнининг селективлиги  (%) қуйидагича аниқланади:
(11.1)

бу ерда с₁ ва с₂ - эриган модданинг аралашмадаги ва пермеатдаги концентрациялари.

Мембрананинг солиштирма унумдорлиги (ўтказувчанлиги) G, маълум бир ҳаракатлантирувчи куч таъсирида, вақт бирлиги  ичида, иш юзаси F бирлигидан олинган пермеатнинг ҳажми V (ёки массаси) орқали аниқланади [кг/(м^2.с)]:

(11.2)