Адсорбция және абсорбция процесі
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .2
Бөлім I. Адсорбция процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
0.1. Адсорбциядағы тепе - теңдік ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... 4
0.2. Адсорберлердің түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
0.3. Қатты дене - газ жанасу шегіндегі адсорбция ... ... ... ... ... ... .. ... ...6
Бөлім II. Абсорбция процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
2.1. Абсорбциядағы тепе - теңдік ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... 9
2.2. Процестің материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
2.3. Процестің жылдамдығы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
2.4. Абсорбциялық аппараттардың түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
2.5. Насадкалы абсорберлер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
2.6. Барботажды (табақшалы) абсорберлер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
2.7. Табақшаның жұмыс істеуінің гидродинамикалық режимдері ... .15
2.8. Шашыратпалы абсорберлер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
Бөлім III. Десорбция процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..19
Кіріспе
Берілген дененің (заттың) дисперстілік дәрежесі жоғарылаған сайын, ол өзінің көбейген бетіне басқа дененің көп бөлшегін сіңіреді. Еріген немесе газ қалпындағы заттардың қатты дене немесе сұйықтың бетіне өздігінен жиналып, шоғырлана келіп, қоюлану құбылысын сорбция деп атайды. Әдетте өзіне басқаны сіңіруші затты - сорбент, ал оған сіңірілетін затты сорбтив деп атайды. Ал сорбцияға кері құбылысты десорбция дейді. Сорбтив бөлшектері сорбентке қаншалықты терең сіңуіне байланысты және ондағы пайда болатын өзара әсер мен байланыс күшіне, табиғатына сәйкес сорбция құбылысын қарастырады. Егер сіңіру дененің тек беткі қабатында ғана жүретін болса, онда оны адсорбция деп атайды. Мұнда да сіңіруші затты адсорбент, ал сіңірілетін затты адсорбтив деп атайды.
Сорбент пен сорбтив бөлшектерінің табиғаты мен өзара әрекеттесу сипатына орай, сорбция құбылысын физикалық және химиялық деп бөледі. Физикалық сорбция әлсіз және қайтымды. Ол тек молекулааралық, яғни Ван-Дер-Ваальстік күш әсерімен жүзеге асады. Ал химиялық сорбцияны көбіне хемосорбция деп те атайды және ол қайтымсыз, өйткені ол артық не бос валенттілік арқылы іске асады. Хемосорбцияның өзі онан әрі жіктеле келіп, абсорбциялық және адсорбциялық болып бөлінеді. Бұл бөлулер тек шартты ғана.
Капилляр (жіңішке түтікше) конденсациялы сорбциялық процестер деп аталатын құбылыстың негізгі мәні тек сіңіруде ғана емес, мысалы, активті көмірдің өз бойына газдар мен буларды сіңіретіні сияқты, жеңілдетілген қатты қуыс сорбенттердің өз бойына конденсациялануымен де ерекше мәнде болады. Капиллярлы конденсация ең әуелі оңай да жеңіл қысылатын (сығылатын) газдарда жиі кездеседі.
Капиллярлық конденсация дегеніміз қатты дене (сорбент) қуысында бу сияқты заттардың (сорбтивтердің) конденсациялануы. Конденсация құбылысы температураға, бу серпімділігіне, капилляр диаметріне, қатты сорбенттің беткі қабатының өзіне сұйық күйдегі сорбтивті жұқтыру қабілетіне байланысты. Ондағы капилляр түтігі жіңішке болған сайын және олардың қабырғасы сұйық күйдегі сорбтивті өзіне жақсы жұқтырғанда да конденсациялану тезірек жүреді.
Бөлім I. Адсорбция процесі.
Газ қоспаларынан газды (буды) немесе ерiтiндiден ерiген затты кеуектi қатты заттармен (адсорбентпен) сiңiру процесi адсорбция деп аталады.
Адсорбция процесi сұрыпталушы және қайтымдылығымен ерекшеленедi. Әрбiр сiңiргiш қатты зат белгiлi бiр заттарды сiңiрiп, ал қалғандарын сiңiрiлмейтiн (немесе өте аз мөлшерде сіңiредi) қасиетке ие болуы оның сұрыптаушылығын анықтайды.
Сiңiрiлген зат барлық уақытта десорбция процесi арқылы сiңiргiштен ажыратып алыну қасиетi оның қайтымдылығын анықтайды.
Адсорбция процесi өндiрiсте газдарды құрғатуда, ерiтiндiлердi тазалауда және мөлдiрлендiруде, булы немесе газды қоспаларды ажыратуда (мысалы, ауадағы ұшқыш ерiткiштердi немесе газдарды) және т.б. кеңiнен қолданылады.
Адсорбция процесi химия өндiрiсiнде аммиакты тазалауда, табиғи газды құрғатуда, синтетикалық каучук өндiрiсiнде мономерлердi тазалауда және ажыратуда, кокстi газдан ароматты көмiрсутектерiн бөлiп алуда және т.б. мақсаттарда пайдаланады.
Адсорбция екi түрлi болады:
1. Физикалық;
2. Химиялық (хемосорбция).
Физикалық адсорбция адсорбат және адсорбент молекулаларының арасындағы Ван-Дер-Ваальс күшi әсерiнен өзара тартылуы нәтижесiнде өтедi де, химиялық әрекеттеспейдi.
Химиялық адсорбцияда сiңiрiлетiн зат молекулалары мен сiңiргiштiң беттiк молекулалары арасында химиялық байланыс болады.
Бұлар сiңiрiлгенде адсорбент кеуектерi будың конденсатымен (сұйықпен) толтырылады.
Адсорбент ретінде заттың массасының бірлігінде үлкен меншікті бетке ие болатын кеуекті қатты заттар пайдаланылады. Адсорбенттердің кеуектерінің диаметрі бойынша үш түрлі болады:
1. Макрокеуектер (d 2·10-4 мм)
2. Өтпелі кеуектер (d = 6·10-6 - 2·10-4 мм)
3. Микрокеуектер (d 6·10-6 мм)
Адсорбция процесі кеуектер өлшемдерімен анықталады. Макрокеуектердің меншікті беті аз, сондықтан олардың қабырғасына өте аз зат сіңіріледі. Олар сіңірілетін молекулалар үшін тасымалдау канал рөлін атқарады.
Өтпелі кеуектердің өлшемдері сіңірілетін молекулалар өлшемдерінен үлкен болады және адсорбция процесінде сіңірілген заттың қабаттары пайда болады.
Қабаттың қалыңдығы бір молекулаға (мономолекулалық адсорбция) немесе бірнеше молекулаға (полимолекулалық адсорбция) тең болуы мүмкін.
Микрокеуектердің өлшемдері сіңірілетін заттың молекуласына жақын болады және адсорбцияда олардың көлемі толтырылады. Осының салдарынан микрокеуектердің бетінде сіңірілген заттың қабаты болады деген болжамның физикалық мәні болмайды.
Адсорбенттер олардың масса немесе көлем бірлігіндегі адсорбтивтің концентрациясымен анықталатын сіңіргіштік қабілетімен сипатталады. Сіңіргіштік қасиеті температураға, қысымға және сіңірілетін заттың концентрациясына байланысты.
Адсорбенттер статикалық және динамикалық сіңіргіштікпен сипатталады. Біраз уақыт өткеннен кейін адсорбент сіңірілетін затты толығымен сіңіре алмайды. Сондықтан адсорбент қабатынан сіңірілетін заттың өтуі байқала бастайды. Сол сәттен бастап сіңірілетін заттың аппараттан шығатын газды қоспадағы концентрациясы тепе-теңдік орнағанға дейін көбейеді.
Адсорбция басталғаннан сіңірілетін заттың өтуіне дейінгі уақыт аралығында адсорбенттің масса немесе көлем бірлігімен сіңірілген заттың мөлшері оның динамикалық сіңіргіштігін анықтайды. Ал адсорбция басталғаннан тепе -теңдік орнағанға дейін уақыт аралығында адсорбенттің масса немесе көлем бірлігімен сіңірілген заттың мөлшері, оның статикалық сіңіргіштігін анықтайды.
Динамикалық сіңіргіштік барлық уақытта статикалық сіңіргіштен аз болады, сондықтан адсорбент мөлшері динамикалық сіңіргіштік бойынша анықталады.
Өндірісте сіңіргіштер ретінде, ең басты түрде, активтелген көмірлер, силикагельдер, цеолиттер пайдаланылады.
Активтелген көмірлерді әртүрлі көміртекті заттарды (ағаш, көмір, сүйектер және т.б. ) құрғақ айдау жолымен алады. Соңынан активтеу арқылы кеуектілігін көбейтеді.
Силикагельдер - кремний және алюминий қышқылдар гельдерін сусыздандырудың өнімдері. Олар натрий силикаты ерітінділерін минералды қышқылдармен өңдеу арқылы алынады.
Цеолиттер - табиғи, ал соңғы уақытта кең таралған синтетикалық алюмосиликаттар. Цеолиттер кеуектерінің өлшемінің біркелкілігімен ерекшеленеді, сондықтан сіңіргіштік қабілеті жоғары [1].
0.1. Адсорбциядағы тепе-теңдік.
Тепе - теңдік орнағанда адсорбенттің масса немесе көлем бірлігімен сіңірілген заттың мөлшері температураға және сіңірілетін заттың газды қоспадағы немесе ерітіндідегі концентрациясына байланысты болады:
(1)
Немесе тұрақты температурада:
(2)
Мұндағы, Х* - адсорбтивтің газды немесе сұйық фазадағы концентрациясына тепе-теңдіктегі адсорбтивтің адсорбенттегі салыстырмалы концентрациясы;
У - газды немесе сұйық фазадағы адсорбтивтің салыстырмалы концентрациясы.
Сіңірілетін заттың концентрациясын У оның газды қоспадағы парциалдық қысымымен ауыстыруға болады:
(3)
Соңғы екі теңдеуді адсорбциядағы тепе-теңдік сызығының теңдеулері немесе изотермалары деп атайды [2].
Изотермалардың түрлері мынадай факторларға байланысты:
1. Адсорбенттің меншікті бетіне;
2. Кеуектер көлеміне;
3. Кеуектердің өлшеміне;
4. Сіңірілетін заттың қасиетіне;
5. Процестің температурасына.
0.2. Адсорберлердің түрлері.
Адсорбция процестерін өткізуге арналған адсорберлердің төмендегі түрлері болады:
1. Адсорбент қабаты қозғалмайтын;
2. Адсорбент қабаты қозғалмалы;
3. Адсорбент қабаты жалған сұйылған.
Адсорбент қабаты қозғалмайтын адсорберлердің құрылымы қарапайым және мерзімді әрекетті жұмыс істейді және процесс төрт сатыдан тұрады:
1. Адсорбция;
2. Десорбция - адсорбентті су буымен регенерациялау;
3. Адсорбентті құрғақ ауамен құрғату;
4. Адсорбентті суық ауамен суыту.
Олар цилиндр пішінді болады да, тік немесе горизонталь орналасады. Адсорбентті регенерациялағанда қоршаған ортаға таралатын жылу мөлшерін азайту үшін адсорберлердің сыртқы қабаты жылу оқшаулағышпен қапталады.
Үздікті әрекетті жұмыс істейтін адсорбциялық аппараттар кемінде екі аппараттан құралуы тиіс: біреуінде - адсорбция, ал екіншісінде - десорбция процесі өтеді.
Адсорбент қабаты қозғалмалы адсорберлер ішіне суытқыш, ысытқыш және таратқыш табақша орнатылған колоннадан құралады. Аппаратқа берілген адсорбент жоғарыдан төмен қарай қозғалады және де жылдамдығы төменде орнатылған шығарғыш қақпа арқылы реттеледі. Десорбцияда адсорбенттен бөлінген газ немесе бу өткір бумен бірге аппараттан шығарылады. Таратқыш табақша адсорбция және секцияларындағы булы-газды ағындарының араласпауын қамтамасыз етеді.
Адсорбент қабаты жалған сұйылған адсорберлер бір сатылы және көп сатылы болады. Бір сатылы адсорберлер ішіне шаңұстағыш және газ таратқыш тор орнатылған цилиндр пішінді корпустан тұрады. Адсорбент аппараттың жоғары жағынан беріліп, төменгі жағынан шығарылады. Көп сатылы жалған сұйылу қабатындағы адсорберлердегі колонна ішіне құйылғы құбыры бар газ таратқыш торлар орнатылады. Құйылғы құбыр газ ағынына қақпа рөлін атқарады, яғни газ тек тор тесіктерінен өтіп, адсорбентті жалған сұйылдырады. Газды қоспа төменгі келте құбырмен беріліп, жоғарыдан шығарылады. Адсорбент аппараттың жоғары жағынан беріліп, сатыдан сатыға төмен қарай құйылғы құбырмен қозғалады да, ең төменгі сатыдан шығарғыш қақпа арқылы шығарылады.
Көп сатылы адсорбер бір сатылыға қарағанда процесті қарама-қарсы ағынды тәсілмен өткізуге және қозғаушы күшті тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.
Адсорбциялық аппараттар мерзімді және үздіксіз әрекетті жұмыс істейді.
0.3. Қатты дене - газ жанасу шегіндегі адсорбция.
Газдардын қатты денемен жанасу бетінде адсорбциялануы екі компоненттен тұратын ең қарапайым система. Қөптеген тәжірибелер көрсетіп отырғандай, адсорбцияланған газдың мөлшері оны адсорбциялайтын активті беттің ауданы көбейген сайын артады. Үлкен мәндегі адсорбция құбылысын жүргізу үшін сіңіретін заттың активті беті (ауданы) үлкен болуы қажет. Адсорбенттің өзіне сіңіру қабілеті, оның тек қуыстығымен ғана анықталып қоймайды, оның физикалық күйімен де сипатталады. Айталық, аморфты күйдегі адсорбент, кристалды күйдегіден гөрі әлдеқайда артықтау адсорбциялайды, яғни аморфты күйдегі адсорбенттің адсорбциялау қабілеті басым.
Қолданылмалы жағдайда қатты адсорбенттер ретінде ағаштан және сүйектен алынатын активтелген көмір, силикагель, оксидін тотықсыздандыру аркылы алынған аса жоғары дисперстелген (ұнтақталған) металдар жиі қолданылады. Активтелген көмірді арнайы жағдайдағы шартқа сәйкес, ағаштардың арнайы түрін өңдеп алады. Осылайша алынған ағаш көмірі әлі активті емес. Оны активтендіру үшін, яғни ағаш көмірінің активті бетін көбейту мақсатымен оны термиялық әдіспен өңдейді. Бұл процесс су буы мен көміртек (IV) оксидінің атмосферасында жүреді. Мұндай жағдайдағы ағаш көмірі көміртек (IV) оксидімен және су буымен әрекеттесіп, көміртек (II) оксидін және сутек түзеді. Активтелген көмір улы газдармен жұмыс істегенде, өнеркәсіптегі өндірістік ауаны тазартуда қолданылады.
Активтелген көмірде өте жоғары адсорбциялық қабілет көрсетуі ондағы активті беттің жақсы дамуында. Мысалы, мұндай активтелген көмірдің бір грамындағы қуыс беттерді жинастырса, онда ол 300 -- 1000 м2 ауданға теңеледі. Әрине мұнда үлкен молекулалық күш өрісі туындайды да, ол көмір -- газ арасындағы жанасу беттегі энергия қорын арттырады. Осы беттегі бос энергия есебінен газ көмір бетіне адсорбцияланады, яғни активті көмір бе-тіндегі газ концентрациясы артып, айналадағы газ азаяды.
Көптеген зерттеулер көрсеткендей, газ молекулаларының активті көмір бетінде болу мерзімі өте аз; ол адсорбент бетінде бір секундтың жүзден, тіпті, мыңнан бір бөлігіндей ғана уақыт болып, басқа бөлшекпен ауысады. Бұл құбылыстың соңында бос жүрген молекулалар арасында динамикалық тепе-теңдік орнайды. Мұндай динамикалық тепе-теңдікке жету жылдамдығы әр түрлі газдар үшін әр мәнде болады: мысалы, активтелген көмір көмір-тек (IV) оксидін адсорбциялағанда тепе-теңдік 20 секундтан кейін орнаса, оттекті адсорбциялағанда 2,5 сағатта, ал азотты адсорбциялағанда 20 сағатта орнайды екен. Ал адсорбция жылдамдығының маңызы ерекше. Мысалы, улы газдармен жұмыс жүргізгендегі адсорбциялық құбылыстың жылдамдығы өзінен-өзі ерекше, өйткені оны тез арада тазаламаса, онда мұндай ортада жұмыс істеу мүмкін емес. Кейде оның жылдамдығын улы газ өтетін адсорбент қабатын қалыңдату арқылы да арттырып, адсорбция әсерін жоға-рылатады.
Улы газдармен жұмыс істегенде одан қорғаушы құрал ретінде қолданылатын аспаптағы активтелген көмір көптеген улы газдар мен қосылыстарды өзіне адсорбциялап, ұстап қана қоймай олардың басым көпшілігіне катализатор ретінде әсер етіп, ыдыратады. Мысалға, аса улы қосылыс -- фосгеннің активтелген көмір бетінде адсорбция әсерінен ұсталып, сонан соң оның катализдік процесс салдарынан ыдырауын келтіруге болады немесе хлорпикрин улы қосылысын алуға болады.
Көптеген тәжірибе көрсетіп отырғандай, адсорбция құбылысы тек өзіне сіңіретін заттың ғана қасиеті мен кұрылысына тәуелді емес, ол ондағы сіңетін заттың да сипатына байланысты.
Адсорбция құбылысын түсіндіруге арналған бірнеше теория бар. Олардың бірі -- физикалық теория. Бұл теорияға орай, адсорбциялық күш табиғаты молекулааралық күштердің пайда болуына сәйкес келеді. Ал енді химиялық теорияға жүгінсек, адсорбция жүретін беттегі орналасқан молекулаларда болатын қанықпаған, яғни бос валенттілік есебінен химиялық күш туындайды және ол күш салдарынан байланыс құралып, адсорбция жүреді.
Физикалық адсорбция теориясының бірнеше түрлері белгілі. Олардың арасында 1915 жылы Ленгмюр ұсынған мономолекулалық адсорбция теориясы едәуір назар аударарлықтай. Бұл теорияны тұжырымдарда, оның авторы бірнеше қағидаларға сүйенді:
1. Адсорбция валентті күштер не артылып қалған (қосымша) химиялық валенттілік күштері арқылы жүзеге асады;
2. Адсорбция берілген адсорбент бетінің бәрінде бірдей жүре бермей, тек ондағы активті орталықтарда ғана жүреді. Осы активті орталықтардьщ әсері онда пайда болатын қанықпаған күш өрісінің күшті болу салдарынан және соның нәтижесінде осы орталықтарда газ молекулалары ұсталынып тұрады; Әрине, мұндағы адсорбент атомы не молекуласы аз қаныққан сайын, активті орталықтардың активтілігі артық болады;
3. Адсорбциялық күштердің әсер етуші радиусы кіші және осының салдарынан әрбір активті орталық адсорбтив молекуласының біреуін ғана адсорбциялайды, сөйтіп адсорбент бетінде адсорбтив молекуласының бір молекулалық (мономолекулалық) қабаты пайда болады;
4. Адсорбент бетіне адсорбцияланған газ молекулалары онда берік ұсталмайды, олар ылғи тоқтаусыз газды орта мен сол шеңберде алмасуда болады және бұл кұбылыс динамикалық адсорбция тепе-теңдігі орнағанша жүреді. Осы құбылыстар кезіндегі әрбір молекула өзі адсорбцияланған бетте, дәлірек айтқанда активті орталықта аса ұзақ уақыт ұсталып тұра бермейді, энергияның басқа молекулаларға ауысуына орай, әуелгі молекулалар жаңадан келгендерге орнын береді.
Химиялық адсорбцияны немесе хемосорбцияны физикалық адсорбциямен салыстырғанда ол химиялық күш арқылы не соның көмегімен жүзеге асады. Адсорбцияның бұл түрі басқалардан мынадай өзгешеліктерімен оқшауланады: физикалык адсорбция -- қайтымды құбылыс, ал хемосорбция кайтымсыз және физикалық адсорбция жылуы небәрі 8,4 -- 33,5 кДжмоль шамасында болса, ал химиялық адсорбция жылуы бірнеше жүздеген кДжмольге тең. Температура жоғарылаған сайын физикалық адсорбция төмендесе, химиялық адсорбция жоғарылайды. Химиялық адсорбция жүру үшін оған біршама көбірек активтендіру энергиясы (40 -- 120 кДжмоль) кажет.
Химиялык адсорбция кайтымсыз болғандықтан, бұл процестен десорбция адсорбцияланған молекуланы жай ғана жұлып алумен аякталмайды, адсорбцияланған беттегі химиялық қосылыстың ыдырауымен бітеді. Химиялык адсорбцияға бірден-бір мысал ретінде активті көмірдің оттекті адсорбциялауын алуға болады. Егер оттекпен адсорбцияланған активтелген көмірді ауасыз ортада қыздырса, одан таза көмір (көміртек) бөлінбестен, көміртек (IV) оксиді бөлінеді.
Адсорбция құбылысына қазіргі теория мен қолданыс тарапынан карасақ, онда физикалық әрі химиялық күштердің болатыны аңғарылады, яғни адсорбция физикалық-химиялық құбылыс. Оны совет ғалымдары Н.А.Шилов, М.М.Думанский мұқият зерттей келіп, адсорбент пен адсорбцияланушы заттар арасындағы әрекеттесулерде физикалық және химиялық құбылыстардың өзіндік орны болатынын дәлелдеді. Бұл, әсіресе, газдар адсорбцияланған кезде айқын көрінеді. Мұндағы зерттеулерге зер салса, әуелі газдар таза адсорбент бетімен жанасқанда химиялық адсорбция жүреді екен, өйткені осы тұста химиялық күш әсер етеді, ал сонан соң адсорбция құбылысы одан әрі жалғасса және осы кезде қысымды арттырса, онда физикалық адсорбция жүреді [2].
Бөлім II. Абсорбция процесі.
Газдар немесе булар мен газдар қоспаларынан бір немесе бірнеше құрастырушылардың сіңіргіш сұйықтармен сіңірілуін абсорбция деп атайды. Сіңірілетін газды абсорбтив, ал сіңіргіш сұйықты абсорбент деп атайды.
Физикалық абсорбцияда абсорбтив абсорбентпен химиялық әрекеттеспейді. Егер абсорбтив абсорбентпен химиялық әрекеттессе ондай процесті хемосорбция деп атайды.
Физикалық абсорбция көбінесе қайтымды процесс, яғни сіңірілген газды ерітіндіден ажырату мүмкін. Мұндай абсорбцияға кері процесс - десорбция деп аталады [3].
Абсорбция процесін десорбция процесімен жалғастырып өткізгенде сіңіргіш сұйық көп рет қайталап қолданылады және сіңірілген газ таза күйінде бөліп алынады. Көптеген жағдайларда абсорбент пен абсорбтив арзан және қажет емес өнім болғанда, десорбция процесін өткізу қажет болмайды.
Химия өндірісінде абсорбция төмендегі мақсаттарда қолданылады:
1) Газ қоспаларынан қымбат бағалы құрастырушыларды ажыратып алуда. Мысалы: крекинг газдарынан немесе метанның пиролизінен ацетиленді, мұнайды өңдеу қондырғыларынан әртүрлі көмірсутектерін алуда;
2) Ауаға шығарылатын қалдық газдарды зиянды құрастырушылардан. Мысалы: минерал тыңайтқыш өндірісінде фтор қоспаларынан, аммиак
синтездегенде азотты сутегі қоспасынан СО тазалауда;
3) Дайын өнімдер. Мысалы: SO3, азот оксидтерін және HCI - ды сумен сіңіру арқылы күкірт, азот және тұз қышқылдарын алуда қолданылады.
2.1. Абсорбциядағы тепе - теңдік.
Абсорбция процесінде ерітіндідегі газдың құрамы сұйық пен газдың қасиеттеріне, қысымға, температураға және газды фазаның құрамына байланысты болады.
Абсорбциялы - десорбциялы процестер үшін газдар және олардың сұйықтағы ерітінділері арасындағы тепе - ... жалғасы
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .2
Бөлім I. Адсорбция процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
0.1. Адсорбциядағы тепе - теңдік ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... 4
0.2. Адсорберлердің түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
0.3. Қатты дене - газ жанасу шегіндегі адсорбция ... ... ... ... ... ... .. ... ...6
Бөлім II. Абсорбция процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
2.1. Абсорбциядағы тепе - теңдік ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... 9
2.2. Процестің материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
2.3. Процестің жылдамдығы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
2.4. Абсорбциялық аппараттардың түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
2.5. Насадкалы абсорберлер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
2.6. Барботажды (табақшалы) абсорберлер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
2.7. Табақшаның жұмыс істеуінің гидродинамикалық режимдері ... .15
2.8. Шашыратпалы абсорберлер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
Бөлім III. Десорбция процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..19
Кіріспе
Берілген дененің (заттың) дисперстілік дәрежесі жоғарылаған сайын, ол өзінің көбейген бетіне басқа дененің көп бөлшегін сіңіреді. Еріген немесе газ қалпындағы заттардың қатты дене немесе сұйықтың бетіне өздігінен жиналып, шоғырлана келіп, қоюлану құбылысын сорбция деп атайды. Әдетте өзіне басқаны сіңіруші затты - сорбент, ал оған сіңірілетін затты сорбтив деп атайды. Ал сорбцияға кері құбылысты десорбция дейді. Сорбтив бөлшектері сорбентке қаншалықты терең сіңуіне байланысты және ондағы пайда болатын өзара әсер мен байланыс күшіне, табиғатына сәйкес сорбция құбылысын қарастырады. Егер сіңіру дененің тек беткі қабатында ғана жүретін болса, онда оны адсорбция деп атайды. Мұнда да сіңіруші затты адсорбент, ал сіңірілетін затты адсорбтив деп атайды.
Сорбент пен сорбтив бөлшектерінің табиғаты мен өзара әрекеттесу сипатына орай, сорбция құбылысын физикалық және химиялық деп бөледі. Физикалық сорбция әлсіз және қайтымды. Ол тек молекулааралық, яғни Ван-Дер-Ваальстік күш әсерімен жүзеге асады. Ал химиялық сорбцияны көбіне хемосорбция деп те атайды және ол қайтымсыз, өйткені ол артық не бос валенттілік арқылы іске асады. Хемосорбцияның өзі онан әрі жіктеле келіп, абсорбциялық және адсорбциялық болып бөлінеді. Бұл бөлулер тек шартты ғана.
Капилляр (жіңішке түтікше) конденсациялы сорбциялық процестер деп аталатын құбылыстың негізгі мәні тек сіңіруде ғана емес, мысалы, активті көмірдің өз бойына газдар мен буларды сіңіретіні сияқты, жеңілдетілген қатты қуыс сорбенттердің өз бойына конденсациялануымен де ерекше мәнде болады. Капиллярлы конденсация ең әуелі оңай да жеңіл қысылатын (сығылатын) газдарда жиі кездеседі.
Капиллярлық конденсация дегеніміз қатты дене (сорбент) қуысында бу сияқты заттардың (сорбтивтердің) конденсациялануы. Конденсация құбылысы температураға, бу серпімділігіне, капилляр диаметріне, қатты сорбенттің беткі қабатының өзіне сұйық күйдегі сорбтивті жұқтыру қабілетіне байланысты. Ондағы капилляр түтігі жіңішке болған сайын және олардың қабырғасы сұйық күйдегі сорбтивті өзіне жақсы жұқтырғанда да конденсациялану тезірек жүреді.
Бөлім I. Адсорбция процесі.
Газ қоспаларынан газды (буды) немесе ерiтiндiден ерiген затты кеуектi қатты заттармен (адсорбентпен) сiңiру процесi адсорбция деп аталады.
Адсорбция процесi сұрыпталушы және қайтымдылығымен ерекшеленедi. Әрбiр сiңiргiш қатты зат белгiлi бiр заттарды сiңiрiп, ал қалғандарын сiңiрiлмейтiн (немесе өте аз мөлшерде сіңiредi) қасиетке ие болуы оның сұрыптаушылығын анықтайды.
Сiңiрiлген зат барлық уақытта десорбция процесi арқылы сiңiргiштен ажыратып алыну қасиетi оның қайтымдылығын анықтайды.
Адсорбция процесi өндiрiсте газдарды құрғатуда, ерiтiндiлердi тазалауда және мөлдiрлендiруде, булы немесе газды қоспаларды ажыратуда (мысалы, ауадағы ұшқыш ерiткiштердi немесе газдарды) және т.б. кеңiнен қолданылады.
Адсорбция процесi химия өндiрiсiнде аммиакты тазалауда, табиғи газды құрғатуда, синтетикалық каучук өндiрiсiнде мономерлердi тазалауда және ажыратуда, кокстi газдан ароматты көмiрсутектерiн бөлiп алуда және т.б. мақсаттарда пайдаланады.
Адсорбция екi түрлi болады:
1. Физикалық;
2. Химиялық (хемосорбция).
Физикалық адсорбция адсорбат және адсорбент молекулаларының арасындағы Ван-Дер-Ваальс күшi әсерiнен өзара тартылуы нәтижесiнде өтедi де, химиялық әрекеттеспейдi.
Химиялық адсорбцияда сiңiрiлетiн зат молекулалары мен сiңiргiштiң беттiк молекулалары арасында химиялық байланыс болады.
Бұлар сiңiрiлгенде адсорбент кеуектерi будың конденсатымен (сұйықпен) толтырылады.
Адсорбент ретінде заттың массасының бірлігінде үлкен меншікті бетке ие болатын кеуекті қатты заттар пайдаланылады. Адсорбенттердің кеуектерінің диаметрі бойынша үш түрлі болады:
1. Макрокеуектер (d 2·10-4 мм)
2. Өтпелі кеуектер (d = 6·10-6 - 2·10-4 мм)
3. Микрокеуектер (d 6·10-6 мм)
Адсорбция процесі кеуектер өлшемдерімен анықталады. Макрокеуектердің меншікті беті аз, сондықтан олардың қабырғасына өте аз зат сіңіріледі. Олар сіңірілетін молекулалар үшін тасымалдау канал рөлін атқарады.
Өтпелі кеуектердің өлшемдері сіңірілетін молекулалар өлшемдерінен үлкен болады және адсорбция процесінде сіңірілген заттың қабаттары пайда болады.
Қабаттың қалыңдығы бір молекулаға (мономолекулалық адсорбция) немесе бірнеше молекулаға (полимолекулалық адсорбция) тең болуы мүмкін.
Микрокеуектердің өлшемдері сіңірілетін заттың молекуласына жақын болады және адсорбцияда олардың көлемі толтырылады. Осының салдарынан микрокеуектердің бетінде сіңірілген заттың қабаты болады деген болжамның физикалық мәні болмайды.
Адсорбенттер олардың масса немесе көлем бірлігіндегі адсорбтивтің концентрациясымен анықталатын сіңіргіштік қабілетімен сипатталады. Сіңіргіштік қасиеті температураға, қысымға және сіңірілетін заттың концентрациясына байланысты.
Адсорбенттер статикалық және динамикалық сіңіргіштікпен сипатталады. Біраз уақыт өткеннен кейін адсорбент сіңірілетін затты толығымен сіңіре алмайды. Сондықтан адсорбент қабатынан сіңірілетін заттың өтуі байқала бастайды. Сол сәттен бастап сіңірілетін заттың аппараттан шығатын газды қоспадағы концентрациясы тепе-теңдік орнағанға дейін көбейеді.
Адсорбция басталғаннан сіңірілетін заттың өтуіне дейінгі уақыт аралығында адсорбенттің масса немесе көлем бірлігімен сіңірілген заттың мөлшері оның динамикалық сіңіргіштігін анықтайды. Ал адсорбция басталғаннан тепе -теңдік орнағанға дейін уақыт аралығында адсорбенттің масса немесе көлем бірлігімен сіңірілген заттың мөлшері, оның статикалық сіңіргіштігін анықтайды.
Динамикалық сіңіргіштік барлық уақытта статикалық сіңіргіштен аз болады, сондықтан адсорбент мөлшері динамикалық сіңіргіштік бойынша анықталады.
Өндірісте сіңіргіштер ретінде, ең басты түрде, активтелген көмірлер, силикагельдер, цеолиттер пайдаланылады.
Активтелген көмірлерді әртүрлі көміртекті заттарды (ағаш, көмір, сүйектер және т.б. ) құрғақ айдау жолымен алады. Соңынан активтеу арқылы кеуектілігін көбейтеді.
Силикагельдер - кремний және алюминий қышқылдар гельдерін сусыздандырудың өнімдері. Олар натрий силикаты ерітінділерін минералды қышқылдармен өңдеу арқылы алынады.
Цеолиттер - табиғи, ал соңғы уақытта кең таралған синтетикалық алюмосиликаттар. Цеолиттер кеуектерінің өлшемінің біркелкілігімен ерекшеленеді, сондықтан сіңіргіштік қабілеті жоғары [1].
0.1. Адсорбциядағы тепе-теңдік.
Тепе - теңдік орнағанда адсорбенттің масса немесе көлем бірлігімен сіңірілген заттың мөлшері температураға және сіңірілетін заттың газды қоспадағы немесе ерітіндідегі концентрациясына байланысты болады:
(1)
Немесе тұрақты температурада:
(2)
Мұндағы, Х* - адсорбтивтің газды немесе сұйық фазадағы концентрациясына тепе-теңдіктегі адсорбтивтің адсорбенттегі салыстырмалы концентрациясы;
У - газды немесе сұйық фазадағы адсорбтивтің салыстырмалы концентрациясы.
Сіңірілетін заттың концентрациясын У оның газды қоспадағы парциалдық қысымымен ауыстыруға болады:
(3)
Соңғы екі теңдеуді адсорбциядағы тепе-теңдік сызығының теңдеулері немесе изотермалары деп атайды [2].
Изотермалардың түрлері мынадай факторларға байланысты:
1. Адсорбенттің меншікті бетіне;
2. Кеуектер көлеміне;
3. Кеуектердің өлшеміне;
4. Сіңірілетін заттың қасиетіне;
5. Процестің температурасына.
0.2. Адсорберлердің түрлері.
Адсорбция процестерін өткізуге арналған адсорберлердің төмендегі түрлері болады:
1. Адсорбент қабаты қозғалмайтын;
2. Адсорбент қабаты қозғалмалы;
3. Адсорбент қабаты жалған сұйылған.
Адсорбент қабаты қозғалмайтын адсорберлердің құрылымы қарапайым және мерзімді әрекетті жұмыс істейді және процесс төрт сатыдан тұрады:
1. Адсорбция;
2. Десорбция - адсорбентті су буымен регенерациялау;
3. Адсорбентті құрғақ ауамен құрғату;
4. Адсорбентті суық ауамен суыту.
Олар цилиндр пішінді болады да, тік немесе горизонталь орналасады. Адсорбентті регенерациялағанда қоршаған ортаға таралатын жылу мөлшерін азайту үшін адсорберлердің сыртқы қабаты жылу оқшаулағышпен қапталады.
Үздікті әрекетті жұмыс істейтін адсорбциялық аппараттар кемінде екі аппараттан құралуы тиіс: біреуінде - адсорбция, ал екіншісінде - десорбция процесі өтеді.
Адсорбент қабаты қозғалмалы адсорберлер ішіне суытқыш, ысытқыш және таратқыш табақша орнатылған колоннадан құралады. Аппаратқа берілген адсорбент жоғарыдан төмен қарай қозғалады және де жылдамдығы төменде орнатылған шығарғыш қақпа арқылы реттеледі. Десорбцияда адсорбенттен бөлінген газ немесе бу өткір бумен бірге аппараттан шығарылады. Таратқыш табақша адсорбция және секцияларындағы булы-газды ағындарының араласпауын қамтамасыз етеді.
Адсорбент қабаты жалған сұйылған адсорберлер бір сатылы және көп сатылы болады. Бір сатылы адсорберлер ішіне шаңұстағыш және газ таратқыш тор орнатылған цилиндр пішінді корпустан тұрады. Адсорбент аппараттың жоғары жағынан беріліп, төменгі жағынан шығарылады. Көп сатылы жалған сұйылу қабатындағы адсорберлердегі колонна ішіне құйылғы құбыры бар газ таратқыш торлар орнатылады. Құйылғы құбыр газ ағынына қақпа рөлін атқарады, яғни газ тек тор тесіктерінен өтіп, адсорбентті жалған сұйылдырады. Газды қоспа төменгі келте құбырмен беріліп, жоғарыдан шығарылады. Адсорбент аппараттың жоғары жағынан беріліп, сатыдан сатыға төмен қарай құйылғы құбырмен қозғалады да, ең төменгі сатыдан шығарғыш қақпа арқылы шығарылады.
Көп сатылы адсорбер бір сатылыға қарағанда процесті қарама-қарсы ағынды тәсілмен өткізуге және қозғаушы күшті тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.
Адсорбциялық аппараттар мерзімді және үздіксіз әрекетті жұмыс істейді.
0.3. Қатты дене - газ жанасу шегіндегі адсорбция.
Газдардын қатты денемен жанасу бетінде адсорбциялануы екі компоненттен тұратын ең қарапайым система. Қөптеген тәжірибелер көрсетіп отырғандай, адсорбцияланған газдың мөлшері оны адсорбциялайтын активті беттің ауданы көбейген сайын артады. Үлкен мәндегі адсорбция құбылысын жүргізу үшін сіңіретін заттың активті беті (ауданы) үлкен болуы қажет. Адсорбенттің өзіне сіңіру қабілеті, оның тек қуыстығымен ғана анықталып қоймайды, оның физикалық күйімен де сипатталады. Айталық, аморфты күйдегі адсорбент, кристалды күйдегіден гөрі әлдеқайда артықтау адсорбциялайды, яғни аморфты күйдегі адсорбенттің адсорбциялау қабілеті басым.
Қолданылмалы жағдайда қатты адсорбенттер ретінде ағаштан және сүйектен алынатын активтелген көмір, силикагель, оксидін тотықсыздандыру аркылы алынған аса жоғары дисперстелген (ұнтақталған) металдар жиі қолданылады. Активтелген көмірді арнайы жағдайдағы шартқа сәйкес, ағаштардың арнайы түрін өңдеп алады. Осылайша алынған ағаш көмірі әлі активті емес. Оны активтендіру үшін, яғни ағаш көмірінің активті бетін көбейту мақсатымен оны термиялық әдіспен өңдейді. Бұл процесс су буы мен көміртек (IV) оксидінің атмосферасында жүреді. Мұндай жағдайдағы ағаш көмірі көміртек (IV) оксидімен және су буымен әрекеттесіп, көміртек (II) оксидін және сутек түзеді. Активтелген көмір улы газдармен жұмыс істегенде, өнеркәсіптегі өндірістік ауаны тазартуда қолданылады.
Активтелген көмірде өте жоғары адсорбциялық қабілет көрсетуі ондағы активті беттің жақсы дамуында. Мысалы, мұндай активтелген көмірдің бір грамындағы қуыс беттерді жинастырса, онда ол 300 -- 1000 м2 ауданға теңеледі. Әрине мұнда үлкен молекулалық күш өрісі туындайды да, ол көмір -- газ арасындағы жанасу беттегі энергия қорын арттырады. Осы беттегі бос энергия есебінен газ көмір бетіне адсорбцияланады, яғни активті көмір бе-тіндегі газ концентрациясы артып, айналадағы газ азаяды.
Көптеген зерттеулер көрсеткендей, газ молекулаларының активті көмір бетінде болу мерзімі өте аз; ол адсорбент бетінде бір секундтың жүзден, тіпті, мыңнан бір бөлігіндей ғана уақыт болып, басқа бөлшекпен ауысады. Бұл құбылыстың соңында бос жүрген молекулалар арасында динамикалық тепе-теңдік орнайды. Мұндай динамикалық тепе-теңдікке жету жылдамдығы әр түрлі газдар үшін әр мәнде болады: мысалы, активтелген көмір көмір-тек (IV) оксидін адсорбциялағанда тепе-теңдік 20 секундтан кейін орнаса, оттекті адсорбциялағанда 2,5 сағатта, ал азотты адсорбциялағанда 20 сағатта орнайды екен. Ал адсорбция жылдамдығының маңызы ерекше. Мысалы, улы газдармен жұмыс жүргізгендегі адсорбциялық құбылыстың жылдамдығы өзінен-өзі ерекше, өйткені оны тез арада тазаламаса, онда мұндай ортада жұмыс істеу мүмкін емес. Кейде оның жылдамдығын улы газ өтетін адсорбент қабатын қалыңдату арқылы да арттырып, адсорбция әсерін жоға-рылатады.
Улы газдармен жұмыс істегенде одан қорғаушы құрал ретінде қолданылатын аспаптағы активтелген көмір көптеген улы газдар мен қосылыстарды өзіне адсорбциялап, ұстап қана қоймай олардың басым көпшілігіне катализатор ретінде әсер етіп, ыдыратады. Мысалға, аса улы қосылыс -- фосгеннің активтелген көмір бетінде адсорбция әсерінен ұсталып, сонан соң оның катализдік процесс салдарынан ыдырауын келтіруге болады немесе хлорпикрин улы қосылысын алуға болады.
Көптеген тәжірибе көрсетіп отырғандай, адсорбция құбылысы тек өзіне сіңіретін заттың ғана қасиеті мен кұрылысына тәуелді емес, ол ондағы сіңетін заттың да сипатына байланысты.
Адсорбция құбылысын түсіндіруге арналған бірнеше теория бар. Олардың бірі -- физикалық теория. Бұл теорияға орай, адсорбциялық күш табиғаты молекулааралық күштердің пайда болуына сәйкес келеді. Ал енді химиялық теорияға жүгінсек, адсорбция жүретін беттегі орналасқан молекулаларда болатын қанықпаған, яғни бос валенттілік есебінен химиялық күш туындайды және ол күш салдарынан байланыс құралып, адсорбция жүреді.
Физикалық адсорбция теориясының бірнеше түрлері белгілі. Олардың арасында 1915 жылы Ленгмюр ұсынған мономолекулалық адсорбция теориясы едәуір назар аударарлықтай. Бұл теорияны тұжырымдарда, оның авторы бірнеше қағидаларға сүйенді:
1. Адсорбция валентті күштер не артылып қалған (қосымша) химиялық валенттілік күштері арқылы жүзеге асады;
2. Адсорбция берілген адсорбент бетінің бәрінде бірдей жүре бермей, тек ондағы активті орталықтарда ғана жүреді. Осы активті орталықтардьщ әсері онда пайда болатын қанықпаған күш өрісінің күшті болу салдарынан және соның нәтижесінде осы орталықтарда газ молекулалары ұсталынып тұрады; Әрине, мұндағы адсорбент атомы не молекуласы аз қаныққан сайын, активті орталықтардың активтілігі артық болады;
3. Адсорбциялық күштердің әсер етуші радиусы кіші және осының салдарынан әрбір активті орталық адсорбтив молекуласының біреуін ғана адсорбциялайды, сөйтіп адсорбент бетінде адсорбтив молекуласының бір молекулалық (мономолекулалық) қабаты пайда болады;
4. Адсорбент бетіне адсорбцияланған газ молекулалары онда берік ұсталмайды, олар ылғи тоқтаусыз газды орта мен сол шеңберде алмасуда болады және бұл кұбылыс динамикалық адсорбция тепе-теңдігі орнағанша жүреді. Осы құбылыстар кезіндегі әрбір молекула өзі адсорбцияланған бетте, дәлірек айтқанда активті орталықта аса ұзақ уақыт ұсталып тұра бермейді, энергияның басқа молекулаларға ауысуына орай, әуелгі молекулалар жаңадан келгендерге орнын береді.
Химиялық адсорбцияны немесе хемосорбцияны физикалық адсорбциямен салыстырғанда ол химиялық күш арқылы не соның көмегімен жүзеге асады. Адсорбцияның бұл түрі басқалардан мынадай өзгешеліктерімен оқшауланады: физикалык адсорбция -- қайтымды құбылыс, ал хемосорбция кайтымсыз және физикалық адсорбция жылуы небәрі 8,4 -- 33,5 кДжмоль шамасында болса, ал химиялық адсорбция жылуы бірнеше жүздеген кДжмольге тең. Температура жоғарылаған сайын физикалық адсорбция төмендесе, химиялық адсорбция жоғарылайды. Химиялық адсорбция жүру үшін оған біршама көбірек активтендіру энергиясы (40 -- 120 кДжмоль) кажет.
Химиялык адсорбция кайтымсыз болғандықтан, бұл процестен десорбция адсорбцияланған молекуланы жай ғана жұлып алумен аякталмайды, адсорбцияланған беттегі химиялық қосылыстың ыдырауымен бітеді. Химиялык адсорбцияға бірден-бір мысал ретінде активті көмірдің оттекті адсорбциялауын алуға болады. Егер оттекпен адсорбцияланған активтелген көмірді ауасыз ортада қыздырса, одан таза көмір (көміртек) бөлінбестен, көміртек (IV) оксиді бөлінеді.
Адсорбция құбылысына қазіргі теория мен қолданыс тарапынан карасақ, онда физикалық әрі химиялық күштердің болатыны аңғарылады, яғни адсорбция физикалық-химиялық құбылыс. Оны совет ғалымдары Н.А.Шилов, М.М.Думанский мұқият зерттей келіп, адсорбент пен адсорбцияланушы заттар арасындағы әрекеттесулерде физикалық және химиялық құбылыстардың өзіндік орны болатынын дәлелдеді. Бұл, әсіресе, газдар адсорбцияланған кезде айқын көрінеді. Мұндағы зерттеулерге зер салса, әуелі газдар таза адсорбент бетімен жанасқанда химиялық адсорбция жүреді екен, өйткені осы тұста химиялық күш әсер етеді, ал сонан соң адсорбция құбылысы одан әрі жалғасса және осы кезде қысымды арттырса, онда физикалық адсорбция жүреді [2].
Бөлім II. Абсорбция процесі.
Газдар немесе булар мен газдар қоспаларынан бір немесе бірнеше құрастырушылардың сіңіргіш сұйықтармен сіңірілуін абсорбция деп атайды. Сіңірілетін газды абсорбтив, ал сіңіргіш сұйықты абсорбент деп атайды.
Физикалық абсорбцияда абсорбтив абсорбентпен химиялық әрекеттеспейді. Егер абсорбтив абсорбентпен химиялық әрекеттессе ондай процесті хемосорбция деп атайды.
Физикалық абсорбция көбінесе қайтымды процесс, яғни сіңірілген газды ерітіндіден ажырату мүмкін. Мұндай абсорбцияға кері процесс - десорбция деп аталады [3].
Абсорбция процесін десорбция процесімен жалғастырып өткізгенде сіңіргіш сұйық көп рет қайталап қолданылады және сіңірілген газ таза күйінде бөліп алынады. Көптеген жағдайларда абсорбент пен абсорбтив арзан және қажет емес өнім болғанда, десорбция процесін өткізу қажет болмайды.
Химия өндірісінде абсорбция төмендегі мақсаттарда қолданылады:
1) Газ қоспаларынан қымбат бағалы құрастырушыларды ажыратып алуда. Мысалы: крекинг газдарынан немесе метанның пиролизінен ацетиленді, мұнайды өңдеу қондырғыларынан әртүрлі көмірсутектерін алуда;
2) Ауаға шығарылатын қалдық газдарды зиянды құрастырушылардан. Мысалы: минерал тыңайтқыш өндірісінде фтор қоспаларынан, аммиак
синтездегенде азотты сутегі қоспасынан СО тазалауда;
3) Дайын өнімдер. Мысалы: SO3, азот оксидтерін және HCI - ды сумен сіңіру арқылы күкірт, азот және тұз қышқылдарын алуда қолданылады.
2.1. Абсорбциядағы тепе - теңдік.
Абсорбция процесінде ерітіндідегі газдың құрамы сұйық пен газдың қасиеттеріне, қысымға, температураға және газды фазаның құрамына байланысты болады.
Абсорбциялы - десорбциялы процестер үшін газдар және олардың сұйықтағы ерітінділері арасындағы тепе - ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz