|
Gaz — qattiq modda (g — q) sistemasidagi jarayonlar. Gazsimon va qattiq reagentlar ishtirokida boradigan nisbatan tipik texnologik jarayonlarga: qattiq adsorbentlar bilan gazlarni absorbsiyalash va absorbsiyalangan gazlarning desorbsiyasi, gaz fazasi komponentlarining (qismlarining) qattiq katalizator yuzasidagi reaksiyalari, qattiq moddalar bug'larining bug‘lanishi va kondensatsiyalanishi, qattiq yoqilg'ilar pirolizi, qattiq materiallarni kuydirishning har xil turlari va boshqalar kiradi. Bulardan eng xarakterlisi qattiq moddalami kuydirish va adsorbsion jarayonlardir.
Kuydirish deb, qattiq materiallardan foydali komponentlarni ajratib olish yoki unga mexanik mustahkamlik berish uchun, yuqori haroratda ularga ishlov berish jarayoniga aytiladi. Materiallarni kuydirganda har xil jarayonlar: piroliz, haydash, dissotsiatsiya, kalsinatsiya va boshqa kimyoviy jarayonlar birgalikda borishi mumkin. Bunda jarayonlar qattiq materiallarda, qattiq materiallarning komponentlari orasida va gaz fazalarida borishi mumkin. Kuydirish jarayonida ba’zan qattiq modda qisman suyuqlanib suyuq faza hosil qiladi, so‘ngra u boshqa fazalar bilan o‘zaro ta’sirlashadi.
Qattiq materiallarni kuydirganda boradigan asosiy fizik-kimyoviy aylanishlardan biri termik dissotsiatsiyalanish, ya’ni yuqori harorat ta’sirida moddalaming nisbatan kichik va oddiy molekulalarga parchalanishidir. Qattiq moddalaming dissotsiatsiyalanishi C02, suv bug'lari va boshqalaming ajralib chiqishi bilan boradi. Kuydirishda sodir bo‘ladigan dissotsiatsiya turlaridan biri bu kalsinatsiya, ya’ni uglerod (IV) oksidining va kristallizatsiya suvining ajralib chiqishidir.
Absorbsiya — bu qattiq yutuvchi moddalar — sorbentlar sirtiga gazlaming yutilishi jarayonidir.
Haydalish yoki sublimatsiya deb, qattiq moddalaming qizdirilganda suyuqlanmay gaz holatga o‘tishi va gazlarni sovigach suyuqlanmay birdaniga qattiq holatga aylanish jarayoniga aytiladi.
Qattiq yoqilg‘ilar pirolizi suyuq yoqilg‘i pirolizi prinsipiga asoslangan bo'ladi. Qattiq yoqilgi pirolizining har xil turlari (ayniqsa, toshko‘mir pirolizi) sanoatning ayrim tarmoqlarini, masalan, koksokimyo sanoatini tashkil etadi.
G — К sistemada jarayonni jadallashga, avvalo haroratni oshirish va fazalarning o‘zaro ta’sir yuzasini kengaytirish orqali erishiladi, ya’ni ichki diffuzion tormozlanishning oldi olinadi. Ta’sir yuzani kengaytirish uchun qattiq material maydalanadi va gaz bilan aralashtiriladi hamda g‘ovakbo‘laklar, ya’ni donachalardan foydalaniladi. Adsorbent va katalizator g‘ovaklarining ichki yuzasi tashqi yuzasiga nisbatan yuzlab, minglab marta katta bo‘ladi va 1 g donachalar o'nlab, hatto yuzlab m2 yuzaga ega bo‘ladi. Agar ichki yuzaning hammasi reaksiyada ishtirok etsa, u vaqtda reaksiya tezligi (1.23) formulaga binoan g‘ovak donachalar qo'llanilganda g'ovaklashtirilmagan oddiy donachalarga nisbatan yuzlab marta katta
bo‘ladi. Ammo g‘ovaklaming kesimi kichik bo‘lganlinidan gaz komponentlarining diffuziyasi qiyinlashadi, shuning uchun ko‘pgina jarayonlaming tezligini ichki diffuziya belgilaydi.
Masalan, kolchedan kuydirishda, kolchedan donachalari sirtida metall oksididan g‘ovak qavat hosil bo‘ladi, natijada ichki diffuzion tormozlanish (to‘siq) paydo bo‘ladi. Cho‘yan ishlab chiqarishda ham g‘ovak bo‘laklar ishlatiladi. Shuning uchun ham g — к sistemada jarayon ikki emas, balki uch: tashqi diffuzion, ichki diffuzion va kinetik sohada boradi.
Kuydirish, piroliz, haydalish yoki sublimatsiyalash va boshqa ko‘pgina katalitik jarayonlar 400°C dan 3000°C gacha harorat oralig‘ida boradi. Haroratning ortishi bilan jarayon tezligi kinetik sohada Arrenius tenglamasi bo‘yicha (1.33), tashqi diffuzion sohada (1.35) tenglamaga muvofiq va ichki diffuzion sohada esa
и = ay[T (1-41)
tenglamaga muvofiq ortadi. Harorat oshirilganda ayniqsa, endotermik qaytar reaksiyalar kuchli intensivlanadi, chunki bir vaqtning o‘zida ham reaksiya tezlashadi, ham muvozanat unumi ortadi. Bunday jarayonlar uchun haroratni oshirish faqat reaksiyaga kirishuvchi reagentlaming va konstruksion materiallaming issiqlikka chidamlilik darajasi hamda qizdirishga sarflangan eneigiyaning qiymati bilangina chegaralanadi. Yuqori haroratli jarayonlarni amalga oshirish uchun ishlatiladigan asosiy reaktor turlariga har xil konstruksiyali sanoat pechlari kiradi.
Sanoat pechlari issiqlik ishlab chiqaruvchi apparat bo‘lib, bu issiqlik, pech ichidagi qattiq materiallami termik ishlov berishda foydalaniladi. Unda issiqlik yoqilg‘ini yoqishdan, ekzotermik reaksiyaning borishidan yoki elektr energiyasini issiqlik energiyasiga aylantirishdan ajralib chiqish manbai reaksion massaning o‘zida bo‘ladi, masalan, domna pechlarida koks, sulfidli rudalami kuydirish pechlarida issiqlik apparat devori orqali beriladi. Masalan, piroliz jarayonlari olib boriladigan pechlari, koks batareyalari va boshqalar. Issiqlik uzatish qonuniyatlari va massa uzatish qonuniyatlari bir xil
bo‘ladi. Vositali qizdirish pechlarida issiqlik uzatish tenglamasi quyidagicha:
Do'stlaringiz bilan baham: |
