56-расм. Кўпикли аппарат:
1-панжара; 2-йиғгич қути;
3-қуюлувчи тўсин;
4-кўпикни йўқотувчи қути
| бу ерда: Р – ютилаётган компонентнинг пар парциал босими ; Па; Р* - суюқлик билан мувозанатда бўлган парнинг парциал босими; С – эриган газ концентрацияси; С*- мувозанатдаги эриган газ концентрацияси; kгаз, kс- масса узатиш коэффицентлари.
Д иффузия ва ўтиш майдонларида абсорбция жараёнининг тезланиши учун сирт тўқнашув фазаси оширилади. Суюқ ва газ оқимларини жадал аралаштирилади, ҳарорат пасайтирилади, юзаси катта бўлган аппаратлар ишлатилади. Десорбция тезлиги ҳароратни ошириб, босимини камайтириб кўпайтирилади. Аппаратлар қурилмасини барпо қилиш С – Г системаси учун уларнинг тўқнашиши юзасини ошириш йўли билан амалга оширилади. Аппарат колоннадан, насадка ва пуркагичлардан ташкил топган.
Гетероген система Г – Қ бўлганда, бу системалар ҳам кимё саноатида кенг қўлланилади. Мисол тариқасида, газларни қаттиқ моддаларда ютилиши ва десорбцияланиши, газларнинг қаттиқ катализатор юзасидаги реакциялари, қаттиқ ёқилғиларни қуруқ ҳайдаш, ёқилғини газга айлантириш киради. Ютилиш ютувчи модда-нинг солиштирма юзаси, адсорбент – газ чегарасидаги сирт таранглиги, моле- кулаларнинг ҳаракат йўналиши билан боғлиқ.
Физик ва кимёвий ютилиш содир бўлиши мумкин. Адсорбция жараёнлари газларни заҳарли чиқиндилардан тозалашда экологик муаммоларни ечишда катта аҳамиятга эга. Газ ва қаттиқ фазалар ўзаро таъсирида жараён қаттиқ модда юзасида боради.
Шу муносабат билан мувозанат қаттиқ юза ва газ фаза орасидаги тарқалиш қонуни билан ҳарактерланади, ҳамда қаттиқ модданинг ютиш қобилиятига ҳам боғлиқдир. Агарда физикавий ютилишда мувозанат паст ҳароратда тез борса, хемосорбция кўпроқ энергия активлигини талаб қилади. Аррениус қонунига биноан:
Ga f (P*) (5.5)
Люнгмер изотермаси: Ga ABp** (5.6)
1 Ap
бу ерда: Ga - адсорбент ютган модда миқдори. P * – мувозанат босими; А, В – ютувчи ва ютилаётган моддалар хоссасига боғлиқ бўлган константалар.
Физикавий ютилишдаги мувозанатли ва амалдаги (хақиқий) маҳсулот чиқишини ютиладиган модданинг концентратциясини ёки босимини ошириб, кўпайтириш мумкин, бунда нисбатан паст ҳарорат бўлиши лозим. Кимёвий ютилишда (хемосорбция) ҳақиқий маҳсулот миқдорини кўпайтириш учун ҳароратни кўтариш керак бўлади. Жараённинг умумий тезлиги энг кичик тезликка эга бўлган босқич билан белгиланади. Газ - қаттиқ моддалар орасидаги ўзаро таъсир қуйидаги босқичлардан иборат:
Газсимон реагентнинг газ оқимидан қаттиқ модда юзасига диффузияси.;
Газсимон реагентнинг қаттиқ ҳолдаги реакция маҳсулотлари қатлами
орқали диффузияси;
Қаттиқ реагент юзасида кимёвий реакция ;
Газсимон маҳсулотнинг қаттиқ ҳолдаги реакция маҳсулотлари қатлами орқали диффузияси;
Газсимон маҳсулотнинг газ оқими ядросига диффузияси.
Жараён босқичларини тахлил қилиб, уни тезлатувчи шароитлар яратиб маҳсулот чиқаришни ошириш мумкин. Агар реакция қайтмас бўлса 4 - ва 5 - босқич бўлмайди. Г – Қ система учун аппарат яратишда қуйидаги маълумотлар зарур:
А) Кинетика қонуниятлари, яъни қаттиқ модда сиртидаги реакция тезлиги тенгламаси.
Б) Аппаратдаги иккала фазанинг ҳаракат (гидродинамик) шароити.
В) Ҳароратнинг тақсимланиш маълумотлари.
Кўпчилик катализаторсиз жараёнлар Г – Қ системада юқори ҳароратда кетади.
Гетероген система С – Қ саноатда кўп қўлланадиган система хисобланади.. Бундай жараёнларга қаттиқ моддаларнинг эриши, суюқликдан кристаллга тушиши, полимерланиши киради. Қаттиқ моддаларнинг эриши – бу физик ҳамда кимёвий жараёндир. С– Қ системаларда мувозанат фазалар қоидасига асосланган ва фазовий ҳолат диаграммаси ёрдамида ифодаланади. Мувозанат ҳолатидаги маҳсулот миқдорини кўпайтиришга эритмадан қаттиқ эриган модданинг концентрациясини ошириб, эритувчини буғлатиб ёки эритмани совутиб эришиш мумкин. Физикавий эриш тезлиги диффузия қонуни, фазалар тўқнашуви сирти орқали аниқланади.
k F(Cтўйин С) (5.7)
бу ерда: k – эриш тезлиги коэффициенти бўлиб, кристал панжаранинг бузилиши ва диффузия тезлигига боғлиқ. Физик эриш тезлиги коэффициенти айрим ҳолларда қуйидагича ифодаланади:
k D (5.8)
бу ерда: D – эриган модданинг диффузия коэффициенти; - чегаравий диффузион қатламнинг шартли қалинлиги.
Эриш тезлиги эриган модда концентрациясининг ошиши билан камаяди.
С-Қ системалар учун саноатда физик ва кимёвий жараёнлар амалга ошириладиган реакторлар қўлланади. Кўпчилик кимёвий реакциялар С-Қ системада диффузион майдонда кетади. Шунинг учун турли кўринишдаги аралаштиргичлардан фойдаланилади. Саноатда бундай системалар учун фильтрловчи қатламли, мавҳум қайновчи, аралаштиргичли, циркуляцион – оқимли, қувурли ва бошқа реакторлар ишлатилади.
Do'stlaringiz bilan baham: |