Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

16.4. ҚУРИТИШ ЖАРАЁНИНИНГ МУВОЗАНАТИ

Қаттиқ материал ва нам ҳаво ўзаро таъсир эттирилганда асосан икки хил жараён содир бўлади: 1) қуритиш (материаллардан намликнинг десорбцияланиши, агар Р_М>Р_Ҳ); 2) намланиш (намликнинг материал томонидан сорбцияланиши, агар Р_М<Р_Ҳ, бу ерда Р_М – буғнинг материал юзасидаги парциал босими, Р_Ҳ – буғнинг ҳаво ёки газдаги парциал босими). Қуритиш пайтида Р_М нинг қиймати камаяди ва Р_М=Р_Ҳ чегарасига яқинлашиб боради. Бундай ҳолат динамик мувозанат ҳолати деб аталади, материалнинг бу мувозанат ҳолатига тўғри келган намлиги мувозанат намлик дейилади.

Материалнинг мувозанат намлиги W_М сув буғининг материал устидаги парциал босимига ёки унга мутаносиб бўлган ҳавонинг нисбий намлигига боғлиқ ва у тажриба йўли билан топилади. W_М = ƒ (φ) функция ўзгармас ҳарорат шароитида аниқланади, шу сабабли у изотермани ташкил қилади. 16.2-расмдаги 1-эгри чизиқ нам материални қуритиш жараёни учун ҳосил қилинган ва у десорбцияланиш изотермаси деб аталади. 2-эгри чизиқ эса қуруқ материални намлаш учун ҳосил қилинган, у сорбцияланиш изотермаси дейилади. Сорбцияланиш изотермаси десорбцияланиш изотермасининг устида жойлашган бўлади. 1 ва 2-эгри чизиқларнинг бир-биридан фарқи гистерезис деб аталади. Гистерезис ҳодисасидан шу хулосага



16.2-расм. Материал намлиги билан ҳавонинг нисбий намлиги ўртасидаги ўзаро боғлиқлик:
1-десорбцияланиш изотермаси; 2-сорбцияланиш изотермаси.

келиб чиқадики, бир хил қийматга эга бўлган мувозанат намликка эришиш учун ҳавонинг нисбий намлиги материални намлаш жараёнида уни қуритишдагига нисбатан катта бўлиши зарур. Гистерезиснинг ҳосил бўлишига асосий сабаб – қуритилган

материалнинг капиллярларига ҳаво кириб, бу ҳавонинг капиллярлар деворларида сорбцияланишидир. Натижада материал қайтадан намланганда унинг намлик билан ҳўлланиш даражаси камаяди ва ҳавони капиллярлардан сиқиб чиқариш учун сув буғининг катта парциал босими (ёки катта нисбий намлик φ) керак бўлади.
Қуритиш жараёнининг механизми маълум даражада намликнинг материал билан боғланиш турига боғлиқ. Қуритиш пайтида намликнинг материал билан боғланиши бузилади. П.А. Ребиндер томонидан намликнинг материал билан ўзаро таъсирининг уч хил (кимёвий, физик-кимёвий, физик-механик) тури таклиф қилинган. Кимёвий усулда намлик материал билан боғланганда жуда мустаҳкам ва маълум нисбатларда бирикма ҳосил бўлади. Бу намликни материалдан ажратиш учун юқори ҳароратлар таъсирида қиздириш ёки кимёвий реакция йўли билан таъсир қилиш керак. Қуритиш жараёнида бундай намликни материалдан чиқариш мумкин эмас.
Қуритиш пайтида одатда материалдан физик-кимёвий ва физик-механик усуллар билан боғланган намликлар ажратиб чиқарилади. Механик усул билан бириккан намлик материалдан жуда тез чиқиб кетади. Бундай намлик модданинг капиллярларида ва унинг юзасида жойлашган бўлади. Механик усул билан бириккан намлик ўз навбатида икки хил бўлади: макрокапиллярларнинг намлиги (капиллярларнинг ўртача радиуси r_ўр 10^-5 см дан катта); микрокапиллярларнинг намлиги (r_ўр<10^-5 см). Модда юзасида жойлашган намлик ҳўлланиш намлиги деб юритилади. Механик бириккан намлик эркин намлик деб аталади ва бундай намликни материалдан механик усул (масалан, сиқиш) ёрдамида ажратиб чиқариш мумкин.
Физик-кимёвий йўл билан бириккан намлик икки турга (адсорбцион ва осмотик бириккан намликларга) бўлинади. Адсорбцион намлик материалнинг юзасида ва унинг ғовакларида молекулаларнинг куч майдони таъсирида мустаҳкам бириккан бўлади. Осмотик бириккан намлик бўкиш намлиги деб ҳам аталади, бу намлик материалларнинг тўқималарида осмотик кучлар таъсирида боғланган бўлади. Адсорбцион намликни материалдан ажратиш учун бўкиш намлигини ажратишга нисбатан бир оз катта энергия талаб қилинади. Коллоид ва полимер материалларда адсорбцион ва осмотик усул билан бириккан намлик мавжуд бўлади. Материал таркибида физик-кимёвий йўл билан ушлаб турилган намликни боғланган намлик деб юритилади.
16.3-расмда қуритиш пайтидаги материал намлигининг ўзгариши кўрсатилган. Намлик W₁ дан W_r гача ўзгарганда материал ўзида эркин намликни тутади. Бу I даврда материал нам ҳолатда бўлади. I даврда материалдан эркин намлик ажратиб чиқарилади. Намлик W_r дан W_М гача ўзгарганда материал гигроскопик ҳолатда бўлади. А нуқта гигроскопик нуқта деб аталади ва бу нуқтага тўғри келган гигроскопик намлик W_r дейилади. А

φ,%

16.3-расм. Қуритиш жараёнида материал намлигининг ўзгариши.

нуқта φ = 100 % га тўғри келади. II даврда материалдан боғланган намлик ажратиб чиқарилади. Гигроскопик намлик W_r материалдаги эркин ва боғланган намликлар чегарасига тўғри келади. Материалдан эркин намликни ажратиб чиқариш учун ҳар қандай нисбий намликдаги (фақат φ<100) ҳаводан фойдаланиш мумкин. Боғланган намликни материалдан чиқариш учун керакли миқдордаги нисбий намликка эга бўлган ҳавони ишлатиш зарур. Бунда фақат материалнинг намлиги мувозанат намлик W_М дан катта бўлиши керак. Материалнинг зарур бўлган охирги намлигига қараб ҳавонинг намлиги танланади. 16.3-расмда материални қуритиш мумкин бўлган зона штрихлаб кўрсатилган. Мувозанат намлиги эгри чизиғининг тепасидаги зонада материални фақат намлаш мумкин, бу зонада материални қуритиш мумкин эмас.