Kirish I. Bob. Adsorbsiya haqida umumiy tushuncha

II.BOB.. Adsorbsiya statikasi va kinetikasi
A dsorbsiya paytidagi m uvozanat adsorbentning m assa yoki hajm birligida yutilgan m odda m iqdorining harorat ham da yutilishi lozim boMgan m oddaning bug‘-gaz aralashm asidagi (yoki eritm adagi) konsentratsiyasidan bogMiqligi bilan belgilanadi.A dsorbsiyadagi m uvozanat konsentratsiyalari o ‘rtasidagi bogMiqlik quyidagicha ifoda qilinadi:* = / 0 T ) (16.1)
Agar harorat o 'zgarm as boMsa:~X =
~X = f ( P ) ■ (16.3)U m um an olganda, X = р(Ғ) va
X = f { P ) bog'liqliklar adsorbsiya paytidagi m uvozanat chiziqlarini yoki adsorbsiya
izoterm alarini ifoda qiladi. A dsorbsiya izoterm alari g'ovaksim on qattiq
jism larning adsorbsion xossalarini belgilaydigan muhim kattaliklarhisoblanadi. Izoterm aning aniq shakli adsorbent va yutilayotganm oddaning xossalariga va ular o'rtasidagi o 'zaro ta ’sir qilish kuchlariga------* -i
bogMiq boMadi. X ning qiym ati adsorbsiya kattaligi a (kg/m ) bilan,У ning qiym ati esa b u g '-g az aralashm asidagi parsial bosim bilan alm ashtirilishi m um kin.16.1-rasmda adsorbsiya izoterm alarining turlari ko'rsatilgan. M ikrog'ovakli adsorbentlar uchun I tur to 'g 'ri keladi. II va IV turdagi izoterm alam ing boshlangMch qism idagi b o 'rtib chiqqan joylar
ratsiyasi X* ga intiladi. Egri chiziqning o ‘rta qismi Freyndlixning em pirik tenglam asi orqali ifodalanadi:P=KAr" yoki X = KP” , (16.4)bu yerda, К va n - tajriba yoMi bilan topiladigan doim iyliklar.Freyndlix tenglam asidan am aliy hisoblashlarda foydalanish m um kin.Fizik adsorbsiya jarayoni Freydlix tenglam asiga nisbatan Lengm yur tenglam asi orqali yaxshiroq ifoda qilinadi: X = X , - ^ ~ (16.5)P + b v
bu yerda, b - haroratga bogMiq va tajriba yoMi bilan topiladigan koeffitsiyent.(16.5) tenglam a orqali faqat I turdagi izotermaga to ‘g ‘ri kelgan tajriba natijalarini qoniqarli ifodalash m um kin. Biroq, ushbu tenglam aning cheklanishiga qaram asdan, undan ko ‘pincha adsorbsiya kinetikasini taxm iniy hisoblashlar uchun foydalaniladi. A dsorbsiya m exanizm ini tushuntirish uchun bir qator nazariyalar ta k lif qilingan: m onom olekulali adsorbsiya; k o ‘pniolekulali adsorbsiya; m ikrog‘ovakli hajm iy toMdirish va hokazo.A dsorbsiya jarayonining m oddiy balansi uning davriy yoki uzluksiz rejim da olib borilishiga qarab tuziladi. Odatda jarayon uzluksiz ravishda olib borilganda qaram a-qarshi oqim lardan foydalaniladi. Bunday jarayon uchun m oddiy balans tenglam asi quyidagicha ifoda qilinadi:L(a0- a 6) = G(C6 - C 0), (16.6)bu yerda, L - adsorbentning sarfi; G - tashuvchi gazning sarfi; a6 va a„- yutilayotgan m oddaning adsorbentdagi boshlangMch va oxirgi tarkibi; S0 - yutilayotgan m oddaning adsorbsiya paytida chiqib ketayotgan gazlardagi o ‘rtacha tarkibi; Cs - adsorbtivning tashuvchi gazdagi tarkibi.A dsorbsiya jarayoni issiqlik ajralishi bilan boradi. A jralib chiqqan issiqlik sistem adagi haroratning koM arilishiga olib keladi, bu holat adsorbentning faolligini susaytiradi. Shu sababdan sanoat m iqyosida adsorbsiya jarayoni am alga oshirilganda ajralib chiqqan issiqlikni sarflaydigan uskunalardan foydalaniladi.
A dsorbsiya jarayonidagi m odda o ‘tkazish ikki bosqichdan iborat boMadi: tashqi diffuziya va ichki diffuziya. Tashqi diffuziyaning tezligi asosan jarayonning gidrodinam ik holati bilan, ichki diffuziyaning tezligi esa adsorbentning tuzilishi va adsorbsion sistem aning fizik-kim yoviy xossalari bilan belgilanadi.Tashqi m odda o ‘tishining tezligi quyidagi bogMiqlik bilan aniqlanadi:da— = /?(С -С ю) (16.7)
bu yerda, a - yutilgan m oddaning m iqdori; x - vaqt; С - yutilayotgan kom ponentning b u g ‘-gaz aralashm asi hajm idagi konsentratsiyas i; SYu - yutilayotgan kom ponentning adsorbent yuzasidagi konsentratsiyasi; P -
adsorbentning hajm birligiga nisbatan olingan m odda berish koeffitsiyenti.Ichki m odda o ‘tishining tezligi esa m olekular diffuziya tenglam asi bilan ifodalanadi:dc— =D.d 2c d с d сdx2 dy2 dz2(16.8)drbu yerda, Dh - diffuziyaning effektiv koeffitsiyenti.U shbu tenglam ani integrallash uchun boshlangMch va chegara shartlarini hisobga olish kerak. O datda jaray o n davom ida D h ning qiym ati o ‘zgarm as deb olinadi.A dsorbent donasining ichidagi m odda o ‘tishining tezligi tashqidiffuziya orqali m odda o ‘tishining tezligiga nisbatan anchagina kam boMadi, shu sababdan k o ‘pincha yutilayotgan m oddaning adsorbent donasi yuzasidagi konsentratsiyasini adsorbtivning aralashm a hajm idagi konsentratsiyasiga teng deb olinadi.A dsorbsiya paytida fazalarning kontakt yuzasini aniqlash am aliy jihatdan qiyin boMganligi uchun, m odda o ‘tkazishning asosiy tenglam asidagi yuza F o ‘m iga adsorbent ish qatlam ining hajmi V 0 dan foydalaniladi. B unday sharoitda bir fazadan ikkinchi fazaga o ‘tgan m oddaning m iqdori M quyidagi tenglam a orqali topiladi:M = KyvV0AUo.pxm = * ”Л °Д и 0.ртт , (16.9)
bu yerda, Kyv - m odda o ‘tkazishning hajm iy koeffitsiyenti; AU0-p - m odda o ‘tkazishning o ‘rtacha harakatlantiruvchi kuchi; S - adsorbent qatlam i ko ‘ndalang kesim ining yuzasi; £q - adsorbentning ish qatlam i
(yoki adsorbentning m odda o ‘tkazish zonasi); i m - adsorbent ish qatlam i b o ‘yicha adsorbtivning tarqalishi (adsorbsiya fronti) ning o‘tish vaqti.M odda o ‘tkazishning hajm iy koeffitsiyenti quyidagi tenglam a yordam ida aniqlanishi m umkin:= ( 1 6 1 °)Pr jr + PIVbu yerda, Pyv va (Зхл, - bug‘-gaz (suyuqlik) va qattiq faza bo‘yicha hajm iy m odda berish koeffitsiyentlari; m - m uvozanat chizigM og ‘ish burchagining o ‘rtacha tangensi.A dsorbsiya paytidagi m odda o ‘tkazish jarayoniga tashqi yoki ichki diffuziyaning ta’siri hal qiluvchi ekanligini bilish uchun Bio diffuzion m ezoni qiym atidan foydalaniladi. A gar Bi7 >30 bo ‘lsa, tashqi