Mavzu: Gaz tozalash texnologiyasi. Reja: Modda almashinish apparatlarining turli XIL konstruktsiyalari va qo’llash sohalari

Mavzu: Gaz tozalash texnologiyasi.
Reja:
1. Modda almashinish apparatlarining turli xil konstruktsiyalari va qo’llash sohalari.
2. Absorbsiya va absorbsion kolonnalar.
3. Desorbsiya va desorber.

Tayanch so’z va iboralar:

Modda almashinish, diffuzion jarayonlar, suyuqliklarni haydash, distillyatsiya, rektifikatsiya, absorbsiya, absorbent, sorbent, desorbsiya, adsorbsiya, adsorbent, regeneratsiya, suyuqliklarni ekstraksiyalash, quritish, kristallanish, qattiq moddalarni eritish, qattiq moddalarni ekstraksiyalash, Absorbsiya, absorbent, sorbent, absorbtiv, fizik absorbsiya, xemosorbsiya, absorbsiya paytidagi muvozanat, taqsimlanuvchi komponent, tashuvchi komponent, gazning parsial bosimi, gazning eruvchanligi, Genri qonuni, gaz doimiyligi, inert gazning sarfi, absorbtivning dastlabki va oxirgi konsentratsiyalari, absorbsiyaning moddiy balansi, ajratib olish darajasi, absorbentning solishtirma sarfi, muvozanat chizig‘i, ish chiziqlari, fazalarning kontakt yuzasi, gaz fazasidan suyuqlik fazasiga o‘tgan moddaning miqdori, jarayonning harakatlantiruvchi kuchi, absorbsiya koeffitsiyentlari, chegara qatlamdagi qarshilik, gaz fazasidagi diffuzion qarshilik, suyuq fazadagi diffuzion qarshilik, desorbsiya, absorbsion-desorbsion qurilmalar, tarelkali absorber, nasadkali absorber.
Umumiy tushunchalar:
Bir fazadan ikkinchi fazaga modda o‘tishi bilan bog‘liq bo‘lgan jarayonlar modda almashinish jarayonlari deb yuritiladi. Modda o‘tish jarayoni fazalar o‘rtasida muvozanat holat yuz bergunga qadar davom etadi. Bir fazaning ichida esa modda konsentratsiya yuqori bo‘lgan nuqtadan konsentratsiyasi past bo‘lgan nuqtaga tomon o‘tadi. Sanoatda modda almashinish jarayonlari birinchi navbatda suyuq yoki gaz holatidagi gomogen aralashmalarni ajratish, ularni quyuqlashtirish, oqova suvlar va ishlab chiqarishdan chiqib ketayotgan gazlarni tozalash uchun keng ishlatiladi. Nam materiallarni quritish, qattiq jism tarkibidagi kerakli komponentni eritib olish yoki eritmalardan kristallarni ajratib olish kabi jarayonlar ham modda almashinish jarayonlari qatoriga kiradi. Fazalar suyuq, qattiq, gaz va bug‘ holatida bo‘lishi mumkin. Sanoatda quyidagi modda almashinish jarayonlari keng tarqalgan. Suyuqliklarni haydash va rektifikatsiya qilish. Bunday jara-yonlar suyuq gomogen aralashmalarni suyuqlik oqimi va aralashmani bug‘latish paytida hosil bo‘ladigan bug‘ bilan o‘zaro ta’siri yordamida komponentlarga ajratishga asoslangan. Suyuq va bug‘ fazalar orasida komponentlarning o‘zaro almashinish yo‘li bilan suyuqlik aralashmalarini ajratish jarayoni haydash deb ataladi. Bu jarayon issiqlik ta’sirida ikki xil usul bilan olib boriladi: oddiy haydash (distillatsiya) va murakkab haydash (rektifikatsiya). Sanoatda rektifikatsiya
Suyuq aralashmalarni komponentlarga ajratish, o‘ta toza suyuqliklarni olish va boshqa mahsulotlar uchun qo‘llaniladi. Absorbsiya. Gaz yoki bug‘ aralashmasi tarkibidagi bir yoki bir necha komponentning suyuq yutuvchi moddada tanlab yutilish jarayoni absorbsiya deb ataladi. Yutuvchi suyuqlik absorbent (yoki sorbent) deyiladi. Teskari jarayon, ya’ni yutilgan komponentlarning suyuq fazadan ajrab chiqilishi desorbsiya deb ataladi. Absorbsiya jarayoni texnologik gazlarni ajratish va sanoatdan chiqarib yuboriladigan gazlarni tozalashda keng qo‘llaniladi. Adsorbsiya. Gaz, bug‘ yoki suyuqlik aralashmalaridan bir yoki bir necha komponentlarning g‘ovaksimon qattiq moddaga tanlab yutilish jarayoni adsorbsiya deyiladi. Faol yuzaga ega bo‘lgan qattiq materiallar adsorbent deb ataladi. Teskari jarayon, ya’ni desorbsiya adsorbsiyadan keyin olib boriladi va ko‘pincha yutilgan komponentni adsorbentdan ajratib olish uchun (yoki adsorbentni regeneratsiya qilish uchun) qo‘llaniladi. Bunday jarayon aralashma tarkibida oz miqdorda bo‘lgan moddalarni ajratib olish maqsadida ishlatiladi. Suyuqliklarni ekstraksiyalash. Biror suyuqlikda erigan moddani tanlab ta’sir qiluvchi boshqa suyuqlik yordamida ajratib olish jarayoni ekstraksiyalash deb ataladi. Bunday jarayonda bir yoki bir necha komponent bir suyuq fazadan ikkinchi suyuq fazaga o‘tadi. Ekstraksiya jarayonini amalga oshirish erituvchini to‘g‘ri tanlashga bog‘liq. Erituvchi suyuq aralashma bilan aralashib ketmasligi kerak yoki bo‘lmasa qisman aralashib ketadigan bo‘lishligi mumkin. Erituvchining zichligi ekstraksiyalanishi lozim bo‘lgan suyuqlik zichligidan kam bo‘lishi shart. Ekstraksiya usuli suyuq aralashma tarkibida nisbatan kam miqdorda erigan komponentlarni ajratib olish uchun ishlatiladi. Quritish. Qattiq materiallar tarkibidagi namlikni asosan bug‘latish yo‘li bilan ajratib chiqarish quritish deyiladi. Bu jarayon issiqlik va namlik tashuvchi agentlar (isitilgan havo, tutunli gaz) yordamida olib boriladi. Quritish jarayonida namlik qattiq fazadan gaz (yoki bug‘) fazaga o‘tadi. Texnikada quritish jarayoni qayta ishlanayotgan xomashyo yoki materiallarni dastlabki suvsizlantirish hamda tayyor mahsulotlarni suvsizlantirish uchun keng ishlatiladi. Кristallanish. Suyuq eritmalar tarkibidagi qattiq fazani kristallar holatida ajratish jarayoni kristallanish deb yuritiladi. Bu jarayon eritmalarni o‘ta to‘yintirish yoki o‘ta sovitish natijasida sodir bo‘ladi. Кristallanish paytida modda suyuq fazadan qattiq fazaga o‘tadi. Кristallanish jarayonidan odatda o‘ta toza moddalar olish maqsadida foydalaniladi. Qattiq moddalarni eritish va ekstraksiyalash. Qattiq fazaning suyuqlikka (erituvchiga) o‘tishi eritish jarayoni deb ataladi. Qattiq g‘ovaksimon materiallar tarkibidan bir yoki bir necha komponentlarni tanlab ta’sir qiluvchi erituvchi yordamida ajratib olish jarayoni ekstraksiyalash deyiladi. Agar erish jarayonida qattiq faza to‘la suyuq fazaga o‘tsa, ekstraksiyalash paytida esa qattiq faza amaliy jihatdan o‘zgarmay qoladi, faqat uning tarkibidagi tegishli komponent suyuq fazaga o‘tadi. Ekstraksiya jarayoni qattiq materiallar tarkibidagi muhim yoki zaharli komponentlarni ajratib olish uchun qo‘llaniladi. Modda almashinish jarayonlari neft, turli uglevodorodlar va boshqa aralashmalarni qayta ishlashda muhim rol o‘ynaydi. Masalan, rektifikatsiya yo‘li 6 bilan neftdan turli mahsulotlar (benzin, kerosin, dizel yonilg‘isi, mazut, moylar) olinadi. Suyultirilgan gazlardan rektifikatsiya qilish orqali etilen, etan, propan, butan va boshqa komponentlar ajratib olinadi. Vakuum ostida haydash orqali maxsus moylar olish mumkin. Absorbsiya va adsorbsiya jarayonlari tabiiy va yo‘l-yo‘lakay uchragan gazlar va neftni qayta ishlash korxonalari gazlaridan neft kimyosi sanoati uchun xomashyo hisoblangan propan-propilen, butan-butilen va benzin fraksiyalarini ajratib olish uchun ishlatiladi. Moylar ishlab chiqarishda benzin fraksiyalaridan aromatik uglevodorodlarni ajratib olish va neft mahsulotlarini tozalashda ekstraksiya jarayoni qo‘llaniladi. Кatalizator va adsorbentlarni ishlab chiqarishda quritish jara-yonidan foydalaniladi. Moylarni deparafinizatsiya qilishda, oltingugurt, parafinlar va serezinlarni ishlab chiqarishda, ksilollarni ajratishda kristallanish jarayoni ishlatiladi. Moddalarni o‘tkazish murakkab jarayon bo‘lib, bir yoki bir necha komponentni bir fazadan ikkinchi fazaga fazalarni ajratuvchi yuza orqali o‘tishini belgilaydi. Moddalarni bir faza ichida tarqalishi moddalarning berilishi deb yuritiladi. Moddalarning berilish tezligi koeffitsiyent β orqali ifodalanadi. Moddalarni bir fazadan ikkinchi fazaga o‘tkazish jarayonining tezligi esa koeffitsiyent К bilan belgilanadi. Fazalarni ajratuvchi yuza qo‘zg‘aluvchan va qo‘zg‘almas bo‘ladi. Gazsuyuqlik (absorbsiya), bug‘-suyuqlik (haydash), suyuqlik-suyuqlik (ekstraksiyalash) sistemalarida boradigan modda almashinish jarayonidagi fazalarni ajratuvchi yuza qo‘zg‘aluvchan bo‘ladi. Qattiq faza ishtiroki bilan boradigan jarayonlarda (adsorbsiya, quritish, ekstraksiyalash, kristallanish) da fazalarni ajratuvchi yuza qo‘zg‘almas bo‘ladi. Modda almashinish jarayonlarining tezligi asosan molekular diffuziyaga bog‘liq bo‘lgani uchun, ko‘pincha bunday jarayonlar diffuzion jarayonlar deb ham yuritiladi. Bir fazadan ikkinchi fazaga o‘tayotgan moddaning miqdori fazalarni ajratuvchi yuzaga va harakatlanturuvchi kuchga (konsentratsiyalarning o‘rtacha farqiga) mutanosib bo‘ladi. Fazalar tarkibi quyidagicha ifodalanishi mumkin: 1) hajmiy konsentratsiya bilan – bu miqdor berilgan moddaning (fazaning) hajm birligiga to‘g‘ri keladigan miqdori (kg yoki mol hisobida), ya’ni kg/m3 yoki kmol/m3 ; 2) massaviy yoki mol ulushlar bilan – bu miqdor berilgan modda massasini butun faza massasiga nisbati orqali; 3) nisbiy konsentratsiyalar bilan – tarqaluvchi modda massasining modda almashinish jarayonida o‘zgarmay qoladigan tashuvchi inert komponent massasiga nisbati orqali belgilanadi. Modda almashinish uskunalarini texnologik hisoblashda ularning asosiy o‘lchamlari (diametr va ish balandligi) aniqlanadi. Uskunaning diametri. Bunday maqsad uchun sarf tenglamasidan foydalaniladi: VC = S · W0 , (1) bu yerda, VC – tegishli fazaning hajmiy sarfi (masalan, absorbsiya jarayonida 7 gazning sarfi, rektifikatsiyada esa bug‘ning sarfi va hokazo); W0 – shu fazaning mavhum yoki keltirilgan tezligi (yoki tegishli fazaning uskuna to‘la kesimiga nisbatan olingan tezligi); S – uskunaning ko‘ndalang kesimi yuzasi. Dumaloq ko‘ndalang kesimli uskunalarda S=πD2 /4 bo‘lgani sababli: VC = 0 2 4 W D , bundan 0 4 w V D C   . (2) Odatda VC berilgan bo‘ladi va uskunaning diametri D ni topish uchun tegishli faza (masalan, gaz yoki bug‘) ning mavhum tezligini qabul qilish kerak. Tezlikni qabul qilishda quyidagi holat hisobga olinishi kerak: oqimning tezligi ortishi bilan modda o‘tkazish koeffitsiyentining qiymati ko‘payadi, biroq tezlik ortishi bilan uskunaning gidravlik qarshiligi ham ortadi (natijada jarayonni olib borish uchun zarur bo‘lgan energiya sarfi ortadi). Shu sababli har bir aniq sharoit uchun texnik-iqtisodiy hisoblashlar orqali gaz yoki bug‘ning maqbul tezligi qabul qilinadi. Uskunaning balandligi. Modda almashinish uskunasining balandligi fazalar kontakti uzlyuksiz yoki pog‘onali bo‘lishiga ko‘ra ikki xil usulda aniqlanadi. Masalan, fazalar uzlyuksiz kontaktda bo‘lgan uskunalarning balandligi quyidagi modda o‘tkazish tenglamalari orqali topiladi: M = Кu a VΔUo‘r (3) yoki M = Кx a VΔXo‘r, (4) bu yerda, F = a V – fazalarning kontakt yuzasi; a – fazalarning solishtirma kontakt yuzasi; V – uskunaning ish hajmi. Uskunaning ish hajmi: V = S · H (bu yerda, N – uskunaning ish balandligi). (5) va (4) tenglamalardagi V ning o‘rniga SH ni qo‘yib, ularni N ga nisbatan yechsak, quyidagi ifodalarni olamiz: Kу aS Уo r M H  ‘  (5) yoki KХ aS Хo r M H  ‘  . (6) (5) va (6) tenglamalar bo‘yicha N ni hisoblash uchun alohida solishtirma kontakt yuzasi a va modda o‘tkazishning yuza bo‘yicha olingan koeffitsiyenti КU yoki КX ning qiymatlarini yoxud shu kattaliklarning solishtirma kontakt yuzasi bilan ko‘paytmasidan iborat bo‘lgan modda o‘tkazishning hajmiy koeffitsiyentlari (КU· a = КUV yoki КX· a = КUX) ni bilish zarur. Ayniqsa, fazalarning kontakt yuzasini aniqlash qiyin bo‘lganda КV ni topish maqsadga muvofiqdir. Uskunaning ish balandligi o‘tkazish birligining balandligi va o‘tkazish 8 birligining soni ko‘paytmasi bilan ham topilishi mumkin: H = hou · nou (7) yoki H = hox · nox . (8) Gaz hamda bug‘-gaz aralashmalaridagi bir yoki bir necha komponentlarning suyuqlikda tanlab yutilish jarayoni absorbsiya deb ataladi. Yutilayotgan gaz absorbtiv, yutuvchi suyuqlik absorbent deyiladi. Absorbtiv bilan absorbentning o‘zaro ta’siriga ko‘ra absorbsiya jarayoni ikki xil bo‘ladi: fizik absorbsiya va kimyoviy absorbsiya (xemosorbsiya). Fizik absorbsiyada yutilayotgan gaz bilan absorbent o‘zaro bir-biri bilan kimyoviy birikmaydi. Agar yutilayotgan gaz absorbent bilan o‘zaro birikib, kimyoviy birikma hosil qilsa, xemosorbsiya deyiladi. Absorbsiya jarayonida gazning yutilmay qolgan qismi inert gaz deb ataladi. Fizik absorbsiya ko‘pincha qaytar jarayondir, ya’ni suyuqlikka yutilgan gazni ajratib olish mumkin bo‘ladi, bunday jarayon desorbsiya deyiladi. Absorbsiya bilan desorbsiya jarayonlarini uzlyuksiz olib borish natijasida yutilgan gazni toza holda ajratib olish va yutuvchi absorbentni bir necha marta qayta ishlatish imkoni paydo bo‘ladi. Odatda absorbtiv va absorbent arzon va ikkilamchi mahsulot bo‘lgani uchun, ular absorbsiya jarayonidan keyin ko‘pincha qayta ishlatilmaydi. Sanoatda absorbsiya jarayoni turli maqsadlarda qo‘llaniladi: 1) gaz aralashmalaridan qimmatbaho komponentlarni ajratib olishda; 2) gaz aralashmalarini zaharli moddalardan tozalash uchun; 3) gazlarni quritish; 4) tayyor mahsulotlar olishda va hokazo. Har bir aniq sharoit uchun tegishli absorbent tanlab olinadi; bunda yutilishi lozim bo‘lgan komponentning absorbentdagi eruvchanligi hisobga olinadi. Tajriba yo‘li bilan aniqlanganki, absorbsiya jarayonida har doim issiqlikning ajralib chiqishi yuz beradi. Gazlarning suyuq absorbentlardagi eruvchanligi quyidagi omillardan bog‘liq bo‘ladi: 1) gaz va suyuq fazalarning fizikaviy va kimyoviy xossalari; 2) harorat; 3) gazning aralashmadagi bosimi. Absorbentlarni tanlashda quyidagi omillarga ahamiyat beriladi: ajratilishi lozim bo‘lgan gazning tarkibi; jarayonning bosimi va harorati; uskunaning ish unumdorligi; absorbentning tanlab ta’sir qiluvchanligi va uning yutish qobiliyati, korroziyaga uchrashish faolligi, narxi, zaharlik darajasi va hokazo. Neft va gaz sanoatida absorbsiya jarayoni uglevodorodli gazlarni ajratish, quritish va tozalashda ishlatiladi. Tabiiy va yo‘ldosh gazlardan absorbsiya usuli bilan etan, propan, butan va benzin komponentlari ajratib olinadi. Absorbsiya yordamida tabiiy gazlarni nordon komponentlar (oltingugurt vodorodi, oltingugurt uglerodi, uglerod dioksidi, merkaptanlar va hokazo) dan tozalanadi. Absorbsiya yordamida piroliz va katalitik kreking gazlari ajratiladi va gazlar zararli qo‘shimchalardan tozalanadi. Uglevodorodli gazlarni ajratishda absorbent sifatida benzin yoki kerosin fraksiyalari hamda gaz kondensati ishlatiladi; bunday gazlarni quritishda esa dietilenglikol va trietilenglikoldan foydalaniladi. Gazlarni nordon 9 komponentlardan tozalash uchun N-metil-2-pirrolidon, glikollar, propilenkarbonat, tributilfosfat, metanol ishlatiladi. Absorbsiya jarayonini o‘tkazishga mo‘ljallangan uskunalarni absorberlar deb yuritiladi. ABSORBSIYA PAYTIDAGI MUVOZANAT Absorbsiya jarayonida suyuqlik tarkibidagi gazning miqdori suyuqlik va gazning xususiyatiga, bosim, harorat va gaz fazasining tarkibiga bog‘liq. Suyuqlik bilan biror gaz aralashmasining o‘zaro ta’siri natijasida taqsimlanuvchi komponenet A tashuvchi komponent V yordamida suyuqlikda erigan bo‘lsa, fazalar qoidasiga muvofiq komponentlarning soni va erkinlik darajasi uchga teng bo‘ladi. Demak, gaz-suyuqlik sistemasida ikkala fazaning harorati, bosimi va konsentratsiyasi o‘zgarishi mumkin. Shuning uchun o‘zgarmas harorat va umumiy bosimda muvozanat holatidagi gazning parsial bosimi (yoki uning konsentratsiyasi) bilan suyuq faza tarkibining o‘zaro bog‘lanishi bir xil bo‘ladi. Bu bog‘lanish Genri qonuni bilan ifodalanib, erigan gazning parsial bosimi eritmadagi uning mol qismiga mutanosibdir: A A P  E  x * . (9) Suyuqlikdagi gazning eruvchanligi (yutilgan komponent A) ma’lum haroratda uning suyuqlik yuzasidagi parsial bosimiga mutanosibdir: PA E x   * 1 , (10) bu yerda, * PA – muvozanat holatidagi eritmada konsentratsiyasi x A bo‘lgan yutilayotgan gazning parsial bosimi;  x – eritmadagi gazning konsentratsiyasi (mol hisobida), bu gaz bilan suyuqlik fazalari muvozanatlashganda yutilayotgan komponentning parsial bosimi RA ga teng; E – mutanosiblik yoki Genri koeffitsiyenti. Genri koeffitsiyentining miqdori berilgan gaz uchun yutilayotgan suyuqlik va gazning tarkibiga, haroratiga bog‘liq bo‘lib, sistemaning umumiy bosimiga bog‘liq emas. E ning haroratga bog‘liqligi quyidagi tenglama bilan aniqlanadi: C R T q nE      . (11) bu yerda, q – eriydigan gazning differensial issiqligi, R – gaz doimiyligi; C – yutilayotgan suyuqlik va gazning tabiatiga bog‘liq bo‘lgan o‘zgarmas kattalik. Ideal suyuqliklar uchun har xil haroratda konsentratsiyaning bosim bilan o‘zaro bog‘lanishi R-x diagrammada to‘g‘ri chiziq ko‘rinishida, Genri koeffitsiyentiga teng bo‘lgan og‘ma chiziqlar orqali tasvirlanadi. 1-rasmga va (11) tenglamaga muvofiq, harorat ortishi bilan Genri koeffitsiyentining miqdori (bir xil sharoitda) ortadi, (10) tenglamaga muvofiq esa gazning suyuliqdagi eruvchanligi kamayadi. 10 1-rasm. Gazning suyuqlikda erishiga haroratning ta’siri. Gaz aralashmasidan ajratib olinayotgan komponentning mol ulushi uA va sistemadagi umumiy bosim R bo‘lganda, parsial bosim RA Dalton qonuni bo‘yicha quyidagi bog‘lanish orqali ifodalanadi: RA = R · UA . (12) RA ning qiymatini (14.1) tenglamaga qo‘ysak:  УA = A x P E . (13) Genri qonunini quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin: * У = m · x , (14) bu yerda, m = E/R - taqsimlanuvchi koeffitsiyent yoki muvozanat holatdagi fazaning doimiyligini belgilaydi. (14) tenglamadan ko‘rinib turibdiki, gaz fazasidagi berilgan komponent konsentratsiyasi va gaz fazasi bilan muvozanatda bo‘lgan suyuqlik konsentratsiyasi o‘rtasidagi bog‘liqlik to‘g‘ri chiziq (muvozanat chizig‘i) bilan ifoda qilinadi. Bu to‘g‘ri chiziq koordinata boshidan o‘tib, ma’lum qiyalik burchagi α ga ega, bu burchakning tangensi m ga teng. Sistemadagi haroratning pasayishi va bosimning ortishi bilan m ning qiymati kamayadi. Shu sababdan gazning suyuqlikdagi eruvchanligi bosimning ortishi va haroratning pasayishi bilan ko‘payadi. ABSORBERNING MODDIY BALANSI Fazalar sarfini uskunaning balandligi bo‘yicha o‘zgarmas deb va yutilayotgan gazning miqdorini nisbiy mol konsentratsiyada qabul qilamiz. Moddiy balans tenglamasini tuzish uchun absorbsiya jarayonidagi asosiy kattaliklarni quyidagicha belgilaymiz: G – inert gazning sarfi, kmol/s; Yb va Y0 – gaz aralashmasidagi absorbtivning dastlabki va oxirgi konsentratsiyalari, kmol/kmol inert gazga nisbatan; L – absorbentning sarfi; Xb va X0 – absorbentning boshlang‘ich va oxirgi konsentarsiyalari, kmol/kmol. Bu holda moddiy balansning tenglamasi quyidagicha bo‘ladi: G (Yb – Y0) = L (X0 – Xb) . (15) 11 Bu tenglamadan absorbentning sarfi : б б X X Y Y L G    0 0 . (16) Uning solishtirma sarfi esa kmol/kmol inert gazga nisbatan: б б X X Y Y G L l     0 0 . (17) Bu tenglamani quyidagicha yozish mumkin:   б X Xб Y Y0  l 0  . (18) Agar gaz fazasidagi tegishli komponent to‘la yutilgan paytda Y0 =0, yutilgan komponentning miqdori esa GYb ni tashkil etadi. Haqiqiy yutilgan modda miqdorini to‘la yutilish paytidagi modda miqdoriga nisbati ajratib olish darajasi deb ataladi: φ = б б б б Y Y Y GY G Y Y0 0 ( )    . (19) Ish chizig‘ini chizish uchun fazalarning absorberga kirishdagi (Yb, Xb) va undan chiqishdagi tarkiblarini (Y0, X0) bilish kerak. Biroq odatda gaz va suyuqlikning dastlabki tarkiblari (Yb , Xb) va ajratib olish darajasi φ berilgan bo‘ladi. So‘ngra Y0 ning qiymati aniqlanadi. Shunday qilib A nuqtasining o‘rni belgilanadi (2-rasm). Ish chizig‘i AS ning holati, ya’ni S nuqta muvozanat chizig‘ida joylashgan paytda, absorbentning sarfi minimal qiymatga ega bo‘ladi: б мин б X X Y Y G L    * 0 0 . (20) 2-rasm. Absorbsiya jarayonining ish va muvozanat chiziqlari: 1–absorbentning sarfi L bo‘lganidagi ish chizig‘i; 2–absorbentning sarfi Lmin bo‘lgandagi ish chizig‘i; 3–muvozanat chizig‘i Υ*= f (x). 12 Absorbentning sarfi minimal bo‘lganda ish chizig‘ining muvozanat chiziq bilan kesishgan nuqtasi S da jarayonning harakatlantiruvchi kuchi nolga teng bo‘ladi. Sanoat miqyosida ishlatilayotgan absorberlarda fazalararo muvozanat ro‘y bermaydi va har doim X0 < X * 0 (bu yerda, X * 0 – uskunaga kirayotgan gaz bilan muvozanatda bo‘lgan suyuqlikdagi yutilayotgan komponentning tarkibi). Demak, absorbentning qiymati L uning minimal qiymati Lmin dan katta bo‘lishi kerak (L > Lmin). Yutuvchi suyuqlikning sarfi ko‘payishi bilan absorberning kerakli balandligi kamayadi, biroq desorbsiya jarayoni va suyuqlikni uzatish uchun zarur bo‘lgan sarflar ortadi. Absorbentning sarfiga harorat va bosim ham ta’sir ko‘rsatadi. Absorbentning minimal sarfini quyidagi tenglama orqali aniqlash mumkin: б б б мин Y Х Е P Y Y L G    0 , (21) bu yerda, P – gaz aralashmasining umumiy bosimi; E – Genri doimiyligi. Bir xil bo‘lgan sharoitlarda gaz aralashmasi umumiy bosimning ko‘payishi bilan absorbentning sarfi kamayadi. Haroratning ortishi bilan Genri koeffitsiyentining qiymati ham, yutuvchi suyuqlikning sarfi ham ko‘payadi. Texnologik shart-sharoitlariga ko‘ra absorbentdagi yutiluvchi moddaning tarkibi X0 berilmagan bo‘lsa, absorbentning o‘lchamlari va absorbentning sarfi o‘rtasida shunday nisbatlarni tanlab olish kerakki, bunda L ning qiymati va uskunaning o‘lchamlari maqbul bo‘lishi kerak. Buning uchun texnikaviyiqtisodiy hisoblarni bajarish zurur bo‘ladi. Odatda absorbentning solishtirma sarfi L/GT uchun (bu yerda, GT – inert gaz-tashuvchining sarfi) bir necha qiymatlar berilgan bo‘ladi; ushbu qiymatlar bo‘yicha uskunaning o‘lchamlari, amortizatsiya, ta’mirlash va uni ishlatish uchun sarflar miqdori aniqlanadi. Umumiy sarflarning minimal qiymatlari absorbent solishtirma sarfining maqbul qiymatiga to‘g‘ri keladi (L/GT)opt. Bunday hisoblashlar sanoatda chiqarilayotgan absorberlarning har bir seriyasi uchun bajariladi. Amaliyotda yutuvchi suyuqlikning sarfini quyidagicha qabul qilinada: L = (1,3 ÷ 1,5 ) Lmin . ABSORBSIYA TEZLIGI Absorbsiya jarayonining tezligi quyidagi modda o‘tkazish tenglamalari orqali ifoda qilinadi: M = Кu F ΔUo‘r τ ; (22) M = Кx F ΔXo‘r τ ; (23) bu yerda, M – gaz fazasidan suyuqlik fazasiga o‘tgan moddaning miqdori; F – fazalarning kontakt yuzasi; τ – jarayonning davomiyligi; ΔUo‘r, ΔXo‘r – jarayonning harakatlantiruvchi kuchi, konsentratsiyalar yoki bosimlar farqi 13 orqali ifodalanadi; Кu, Кx – modda o‘tkazish yoki absorbsiya koeffitsiyentlari. Absorbsiya jarayonining sxemasi 3-rasmda ko‘rsatilgan. Suyuq faza A oqimning asosiy massasi (yoki markazi) va yupqa chegara qatlamidan iborat bo‘ladi. 3-rasm. Absorbsiya jarayonining sxemasi. V fazasi esa suyuq chegara qatlamiga tegib turgan gazning yupqa chegara qatlamiga ega. Ushbu chegara qatlamlarda yutilayotgan komponent faqat diffuziya ta’sirida tarqaladi. Shunday qilib, modda o‘tkazishga to‘sqinlik qiladigan hamma qarshiliklar yupqa chegara qatlamlarida yig‘ilgan bo‘ladi. Suyuq chegara qatlamidagi modda o‘tkazishga bo‘lgan qarshilikni 1/βs, gaz chegara qatlamidagi qarshilikni esa 1/βr bilan belgilab, quyidagi tenglamalarga erishamiz: c m r KY     1 1 ; (24) c m r KX   1 1 1   ; (25) bu yerda, βr – gaz fazasidagi modda berish koeffitsiyenti; βS – suyuq fazadagi modda berish koeffitsiyenti; m – muvozanat chizig‘i