Ko‘pchilik sanoat adsorbentlari. Qaysiki oqartiruvchi tuproqlar, boksitlar, kislota bilan ishlab berilgan tuproqlar suyak ko‘mirlari va sintetik smolalar sanoatning turli sohalarida keng qo‘llanilmoqda, masalan, neft moylarini tozalashda, qandni tozalashda suyupi tozalashda va yumshatishda , zaharli moddalarni ajratishda.
Adsorbsion jarayonlar ichida gazlarni vodorod sulfiddan tozalashda adsorbent sifatida faollantirilgan kumir va katalizatorlar bilan modifikatsiyalangan seometlardan foydalaniladi. Bu adsorbentlar vodorod sulfidni aksidlantirish qobilyatiga ega bo‘lib oltingugurtni elemenar holgacha qaytaradi. Ayrim jarayonlarda vodorod sulfidning konsentrotsiyasi tozalangan gazda 200-500 dan 1,5 mg/m3 gacha yetadi. Gazifikatsiyada issiq kaytariluvchi gazlarni oltingugurtsizlantirish bo‘yicha DRG da katta ishlar amalga oshirilgan.
Olingugurtsizlantiruvchi agentlar temir, kalsiy, mis va rux asosida ham tadqiqotlar olib borilgan . qaytaruvchi gazlarni tozalash uchun kalsiy oksidi, kalsiy gidroksidi va dolomitlar 1073 k haroratlarda qo‘llanilish imkoniyatini bergan. Ammo bu jarayonda kalsiy sulfidni regeneratsiyalash muammosi hal qilinmagan.
II.BOB. NATIJALAR VA ULARNING MUHOKAMASI
2.1. Tabiiy oltingugurtli gazlarni tozalashda mahalliy adsorbentlarning samaradorligini o‘rganish
Adsorbsion usulda aralashmalarni ajratish jarayonlarida ko‘pgina qattiq g‘ovak materiallardan foydalaniladi. Ayni shunday materiallarga faollashtirilgan ko‘mir, silikagel, turli xil oqartirish xususiyatiga ega bo‘lgan mineral tuproqlarni aytib o‘tish mumkin
Tabiiy mineral tuproqlarning sifatini baholash juda qiyin masalalardan biri bo‘lib hisoblanadi. Tabiiy mineral tuproqlarning effektiv ish qobiliyati uning tuzilishiga, xossasiga va tozalash jarayonini o‘tkazish sharoiti (kontaktli va dinamik usulda) ga bog‘liq bo‘ladi .
Tabiiy mineral tuproqlar sorbent sifatida neftni qayta ishlash va yog‘larni regeneratsiyalash sanoatlarida oqartiruvchi vosita sifatida keng foydalanilib kelinmoqda. Hozirgi davrga kelib insoniyat ehtiyojining misli ko‘rilmagan darajada neft va gaz mahsulotlariga hamda xalq iste’moli mollariga bo‘lgan talablari kundan-kunga ortib bormoqda. Xuddi shu maqsadda birgina yog‘ ishlab chiqarish va uni regeneratsiyalash sanoatida tabiiy mineral tuproqlardan foydalanishda hozirgi kunda 100 ming tonnadan ko‘p oqartiruvchi tuproqlar tabiiy sorbent sifatida ishlatilmoqda
Bu esa ayni shu ishlatilayotgan mineral tuproqlarning kelib chiqishi, kristall panjaralarining tuzilishi, g‘ovakliklarining sorbent sirti bo‘yicha hajmiy tarqalishi, solishtirma sirtining katta-kichikligi, fizik-kimyoviy va adsorbsion struktur xossalarini chuqur tahlil qilish orqali ulardan foydalanishning samarador yo‘llarini topish imkoniyatini beradi.
Qattiq jism o‘zini urab turgan muhitdan o‘z sirtiga qandaydir darajada molekula atom yoki ionlarni absorbilash qobilyatiga egadir.
Qattiq jism sirtida yoki erigan moddalarning adsorbsiyasi o‘z o‘zicha boradigan jarayondir.
Boshqacha qilib aytganda, adsorbentga shunday moddalar yutiladiki, qaysiki ular adsorbentning sirt energiyasini kamaytiradi. Qattiq jism ham, huddi suyuqlik kabi sirt energiyasiga va demak sirt tarangligiga ega. Lekin hozirgacha qattiq jismning sirt tarangligini aniq ulchash malum emas.
Qattiq jism sirtida gazning adsorbilanishini miqdor jihatidan xarakterlash uchun yo gaz bosimining namoyishini yoki adsorbent og‘irligining ortishi ulchanadi, chunki adsorbsiya vaqtida adsorbentning og‘irligi ortadi.
Adsorbentning sirt birligiga yutilgan moddaning gram molekula xisobidagi miqdori solishtirma adsorbsiya deyiladi.
Solishtirma adsorbsiyani topish uchun adsorbsion muvozanat vaqtida yutilgan mldda miqdorini ( mol xisobida) adsorbent sirtiga bo‘lish kerak, yani
Lekin govak-govak tuzilgan qattiq adsorbentlarning sirtini ulchash juda qiyin bo‘lgani uchun amalda solishtirma adsorbsiyani topishda yutilgan modda miqdorini adsorbent og‘irligi x/m ga bo‘lish kerak bo‘ladi.
Kupchilik hollarda adsorbent sirtidagi atomlar yoki ionlar gaz molekulasining adsorbilanishida yuza qatlamida kuch maydonini hosil qiladi. Shu boisdan gaz molekulalarining kondensatsiyasi kuch maydoni bo‘lmagan vaqtdagina nisbatan ancha yengil kechadi.
Adsorbsiya jarayonida molekulalar aro uchta kuchlar tasiri kuzatiladi, yani dispersion tasirlashuvlar, oriyentatsion tasirlashuvlar va induksion tasirlashuvlar.
Dubinin va uning shogirdlari ishlarida fizikaviy adsorbsiya vaqtida kiristall ion tuzilishi jismlar sirtida asosiy rolni oriyentatsion va induksion tasirlashuvlar uynaydi. Kumir va shunga uxshash materiallarda esa jarayonni dispersion tasirlashuvlar belgilaydi.
Qattiq jism sirti ayniqsa yaxshi adsorbentlar sirti silliq bo‘lmasdan, balki uning sirtida kup sonli ulbtramikroskopik qirralar va chuqurliklar mavjud. Atomlar valent kuchlarining tuyinganlik darajasi adsorbent sirtida turlichadir. Shuning uchun bu chuqurliklar va qirralarning uning urab turgan gaz malekulalari yoki atomlari bilan tasirlashishi qobilyatlari ham turlichadir.
Gazlar va bug‘larning qattiq jismlarga adsorbilanishi qiymatini aniqlashda statik va dinamik metodlardan foydalaniladi.
Statik metodda adsorbent gaz yoki bug‘ atmosferasiga tushiriladi va muozanat qaror topganidan keyin muozanat barqarorlashganidan keyingi gaz yoki bug‘ning bosimi hamda adsorbentga yutilgan gaz yoki bug‘ miqdori ulchanadi.
Dinamik metod esa adsorbent qatlami orqali gaz yoki bug‘larning utishiga va shu o‘tish vaqtida ularning yutilishiga asoslanadi.
Agar adsorbent atomlardan tuzilgan bo‘lmasdan, ionlardan tuzilgan bo‘lsa, adsorbentning ion panjaralari tomonidan hosil qilingan elektirostatikmaydondagi kurilayotgan dispersion kuchlarga, adsorbat molekulasi dipolining induksion tortilishish kuchlari ham qushilib ketadi.
Adsorbsiyaning potensial energiyasidagi induksion kuch ulushi qiymati adsorbat molekulasining qutblanishiga d2 va adsorbent sirtidagi elektrostatik maydon kuchlanishining kvadratiga tug‘ri proporsionaldir.
Adsorbentning elektrostatik maydon kuchlanishi Fj ionning zaryadiga va panjaraning tipiga bog‘liq bo‘ladi.
Sirtida ionlar yoki dipollar mavjud bo‘lgan adsorbentga qutbli molekularining adsorbilanishida adsorbentning elektrostatik maydoniga adsorbat dipolining tasiri kuzatiladi. Agar adsorbat molekulasi unchalik katta bo‘lmasa, ular adsorbentning elektrostatik maydonida oriyentirlanadi va natijada oriyentatsion kulon tasirlashuvi paydo bo‘ladi.
Agar molekulasi katta bo‘lsa, yani katta qutbsiz qismi bo‘lsa, masalan, uzun zanjirli spirt molekulalari, yog‘ kislotalari, fenol molekulasi va shunga uxshashlarda adsorbent sirtidagi diponlar maydoni yoki ionlar maydoni bilan adsorbat dipoli elektrostatik tasirlashuvlari energayasidan dispersion kuchlarning energiyasi katta bo‘ladi. Natijada, adsorbat molekulasi, masalan, fenol adsorbent sirtiga benzol xalqasining tekisligi bo‘yicha parallel ravishda oriyentirlanadi.
Adsorbsiya jarayonlarini mukammalroq o‘rganish va viloyatimizdagi tabiiy mineral tuproqlarning adsorbsion qobiliyatini sinash maqsadida viloyatimiz tog‘li tumanlaridan keltirilgan tabiiy mineral tuproqlarni tabiiy va aktivlantirilgan holatda adsorbsion qobiliyatini sinab ko‘rdik
Buning uchun dastlab keltirilgan namunalar alohida-alohida 100-105 0С haroratda doimiy og‘irlikka keltirilguncha quritildi. So‘ngra quritilgan namunalardan ma’lum miqdor ajratib olinib, termik ravishda va kislotali ishlov berish orqali aktivlantirildi. Namunalarni termoaktivlash 150°, 200, 350, 400, 500 va 600°С haroratda 2,5-3 soat davomida 1457-01 «B» markali quritgichda quritib olindi. Tajribalarni amalga oshirish uchun biz har bir namunadan uchtadan uch xil namunalarni, ya’ni 105°С, 300°С va 500°С haroratda aktivlantirilgan namunalar tanlandi.
Kislotali aktivlash esa sulfat kislotaning 5%, 15%, 25% va 50% li eritmalari bilan amalga oshirildi. Har bir namuna alohida konsentratsiyaga ega bo‘lgan kislota eritmasi bilan ishlov berilgandan so‘ng, ular 100-105°С haroratda 6 soat davomida maxsus quritgichda quritib olindi. So‘ngra 3 xil konsentratsiyada 15%, 25% va 50% sulfat kislota bilan ishlov berilgan namunalardan ma’lum miqdor ajratib olinib, tajriba uchun tayyorlandi. Namunalarning adsorbsion xossasini tushuntirish va baholash uchun maxsus asbob yig‘ildi va uning germetikligi tekshirib ko‘rildi. Asbobga dastlab 105 ° С haroratda aktivlantirilgan namunadan 100 g analitik tarozida tortib olinib, U-simon shisha nayga joylashtirildi va sinalayotgan namunaga konsentrlangan sulfat kislota orqali o‘tuvchi tozalanmagan tabiiy gaz yuborildi. Tozalanmagan nordon gaz tarkibida vodorod sulfidning foiz miqdori umumiy hajmiy massaga nisbatan 3,5-4% ni tashkil qiladi. Konsentrlangan sulfat kislota orqali o‘tuvchi tozalanmagan tabiiy gaz tarkibidagi suvdan va sulfat kislotada eruvchi ayrim qo‘shimchalardan tozalanadi.
Xuddi shu usulda qolgan namunalar 300°С, 500°С haroratdagi termoaktivlangan va 15%, 25%, 50% sulfat kislota eritmalarida kislotali aktivlangan namunalar ham birma-bir sinovdan o‘tkazildi. Sinalayotgan namunalarning adsorbsiyalash qobiliyati gravimetrik usulda amalga oshirildi. Olingan natijalar quyidagi 1- va 2-jadvallarda keltirilgan. Jadvaldan ko‘rinib turibdiki termoaktivlangan namunalar ichida eng yaxshi natijani 300°S haroratda aktivlantirilgan namunalar ko‘rsatdi. Kislotali aktivlantirilgan namunalar ichida esa 25% sulfat kislota bilan ishlov berilgan namunalar yaxshi natijalarni ko‘rsatdi. Buning asosiy sababini quyidagicha izohlash mumkin. Jumladan, har ikala holatda aktivlantirilgan namunalarning kristall panjaralarida ma’lum bir o‘zgarishlar sodir bo‘ladi. Past konsentratsiyali (10-15% H2SO4) va past haroratli (100-150°С) aktivlantirilgan namunalarda ikkilamchi struktura-lar (organik aralashmalar, eruvchan tuzlar, suv va boshqalar) o‘zgarishi yoki namuna g‘ovaklaridan to‘liq chiqib ketmaganligi bois ulardagi adsorbsion qiymat miqdori unchalik yuqori emas.
Aktivatorning konsentratsiyasi yoki termoaktivlashdagi haroratning ko‘tarilishi bilan sinalayotgan namunalarda adsorbsiyalash qobiliyatining ko‘tarilganligini kuzatish mumkin. Bu esa namunalar tarkibidagi ikkilamchi strukturalarning to‘liq chiqib ketishi va mikro– va makrog‘ovaklarning hajmiy kengayishi hisobiga solishtirma sirtning ortishi bilan tushuntiriladi.
Ammo kislota konsentratsiyasining haddan ziyod (50%) bo‘lishi va termoaktivlashning yuqori (400-600°С) haroratda olib borilishi namunalarining birlamchi strukturalarining buzilishiga, adsorbent sirtidagi mikro- va makrog‘ovakliklarning erib qo‘shilib ketishi evaziga solishtirma sirtning kichrayishiga olib keladi. Natijada adsorbentning adsorbsiyalash qobiliyati pasayishiga sababchi bo‘ladi. Xudi shunday holatni 1 – va 2 – jadvaldagi ma’lumotlardan ham ko‘rish mumkin.
Jadvaldagi qiymatlardan kelib chiqqan holda biz termoaktivlangan va kislotali aktivlangan mineral tuproqlar uchun adsorbsiyalash miqdorining haroratga bog‘liqlik grafigini yaizishitmiz mumkin.
Xulosa
1. Tabiiy holatda keltirilgan mineral tuproqlar termik ravishda (100-600 oС harorat oralig‘ida) faollantirildi va tajriba uchun tayyorlandi.
2. Kislotali aktivlash sulfat kislotaning turli konsentratsiyalari ( 15%, 25%, 35%) da faollantirildi va namunalar tajriba uchun tayyorlandi.
3 Har ikkala usulda faollantirilgan namunalarning oqartiruvchanlik xususiyati ishlatilgan PVN-7 nasos moyini tozalashda sinab ko‘rildi.
4.Olingan natijalar IRF-22 refraktometrida aniqlandi.
Do'stlaringiz bilan baham: |