Reja: Adsorbsiya jarayoni haqida tushuncha

Adsorbsiya jarayoni muvozanati
Adsorbsiya paytidagi muvozanat adsorbentning massa yoki hajm birligida yutilgan modda miqdorining harorat hamda yutilishi lozim bo'lgan moddaning bug'-gaz aralashmasidagi (yoki eritmadagi) konsentratsiyasiga bog'liqligi bilan xarakterlanadi.
Adsorbsiyadagi muvozanat konsentrasiyalari o'rtasidagi bog'liqlik quyidagi formuladan aniqlanadi:
(22.1)
Agar harorat o'zgarmas bo'lsa
(22.2)
bu erda gaz yoki suyuqlik fazasidagi adsorbtivning konsentrasiyasi bilan muvozanatda bo'lgan yutilayotgan komponentning adsorbentdagi nisbiy massaviy ulushi, adsorbtiv adsorbent; gaz yoki suyuqlik fazasidagi adsortivning nisbiy massaviy ulushi, adsorbtiv/ gaz yoki suyuqlik fazasining tashuvchisi.
Adsorbtivning tarkibi ni uning bug'-gaz aralashmasidagi parsial bosimi orqali ifodalash mumkin:
(22.3)
va bog'liklar adsorbsiya paytidagi muvozanat chiziqlarini yoki adsorbsiya izotermalarini ifoda qiladi. Adsorbsiya izotermasi g'ovaksimon qattiq jismlarning adsorbsion xossalarini belgilaydigan muhim xarakteristikasi hisoblanadi. Izotermaning konkret shakli adsorbent va yutilayotgan moddaning xossalariga va ular o'rtasidagi o'zaro ta'sir qilish kuchlariga bog'liq bo'ladi.
Adsorbsiya jarayonining moddiy balansi uning davriy yoki uzluksiz rejimda olib borilishiga qarab tuziladi. Odatda jarayon uzluksiz ravishda olib borilganda qarama-qarshi oqimlardan foydalaniladi. Bunday jarayon uchun moddiy balans tenglamasi quyidagicha ifoda qilinadi:
(22.4)
bu erda adsorbentning sarfi, tashuvchi gazning sarfi, va yutilayotgan moddaning adsorbentdagi boshlang'ich va oxirgi tarkibi; yutilayotgan moddaning adsorbsiya paytida chiqib ketayotgan gazlardagi o'rtacha tarkibi; absorbtivning tashuvchi gazdagi tarkibi.
Adsorbsiya jarayoni issiqlik ajralishi bilan boradi. Ajralib chiqqan issiqlik sistemadagi haroratning ko'tarilishiga olib keladi, bu holat adsorbentning aktivligini susaytiradi. Ushbu issiqlikning miqdori oqimning massaviy tezligi, uning issiqlik sig'imi va issiqlik o'tkazuvchanligiga hamda adsorbentning fizik xarakteristikalari, atrof muhitga yo'qolgan issiqlikning miqdori va adsorbsiya issiqligiga bog'liq bo'ladi. Shuning uchun sanoat miqyosida adsorbsiya jarayoni amalga oshirilganda ajralib chiqqan issiqlikni sarflaydigan qurilmadan foydalaniladi.


22.4. Adsorbsiya jarayoni kinetikasi
Adsorbsiya jarayonidagi modda o'tkazish ikki bosqichdan iborat: tashqi diffuziya va ichki diffuziya. Tashqi diffuziyaning tezligi asosan jarayonning gidrodinamik holati bilan, ichki diffuziyaning tezligi esa adsorbentning tuzilishi va adsorbsion sistemaning fizik – kiyoviy xossalari bilan xarakterlanadi.
Tashqi modda o'tishning tezligi quyidagi bog'liqlik bilan aniqlanadi:


(22.5)
bu erda - yutilgan moddaning miqdori; -vaqt; -yutilayotgan komponentning bug'-gaz aralashmasi konsentrasiyasi; -yutilayotgan komponentning adsorbent yuzasidagi konsentrasiyasi; -adsorbetning hajm birligiganisbatan olingan modda berish koeffisienti.
Ichki modda o'tishining tezligi esa molekulyar diffuziya tenglamasi bilan ifodalanadi:


(22.6)
bu erda -diffuziyaning effektiv koeffisienti.
Ushbu tenglamaniintegrallash uchun boshlang'ich va chegara shartlarini hisobga olish kerak. Odatda jarayon davomida ning qiymati o'zgarmas deb olinadi.
Adsorbent donasining ichidagi modda o'tishning tezligi tashqi diffuziya orqali modda o'tishning tezligiga nisbatan anchagina kam bo'ladi, shu sababdan yutilayotgan moddaning adsorbent donasi yuzasidagi konsentrasiyasini adsorbtibning aralashma hajmidagi kosnsentrasiyaga teng deb olinadi.
Kinetik koeffisient hisoblangan ni aniqlash uchun adsorbsiyaning kinetikasini ifodalaydigan quyidagi kriterial tenglama tipidan foydalaniladi:
(22.7)
bu erda va Nusselt va Prandtl diffuzion mezoni; Reynolds mezoni; va tajriba yo'li bilan aniqlanadigan doimiy qiymatlar.
Masalan, aktiv ko'mir yordamida bug'larni adsorbsiyalash uchun kriterial tenglama quyidagi aniq ko'rinishni egallaydi:
(22.8)
bu erda D-jarayonning harorati bo'yicha adsorbtivning gazdagi diffuziya koeffitsiyenti, adsorbent zarrachalarining o'rtacha diametri,м; apparatning bo'sh kesimiga nisbatan hisoblangan bug'-gaz aralashmasining tezligi, gazning kinematik qovushqoqligi,

TEST SAVOLLARI