“Asosiy texnologik jarayonlar va qurilmalar”

Nazorat savollari

1. 
   Nazorat TOPSHIRIQ
   

Temperatura _{ }bo‘lganda, A moddaning suvdagi diffuziya koeffitsienti hisoblab topilsin.

Parametr	O‘lchov birligi	Shifrning oxirgi raqami bo‘yicha variantlar
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
		40	20	30	50	15	60	25	35	45	55

Parametr	O‘lchov birligi	Shifrning oxirgi raqami bo‘yicha variantlar
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
	-		SO

2. 
   Nazorat TOPSHIRIQ
   

Absolyut bosim R ostida ishlayotgan modda almashinish qurilmasi quyidagi modda berish koeffitsientlariga ega:

_{ }.
Gaz va suyuqlik fazalarining muvozanat tarkibi Genri qonuni bilan ifodalanadi. _{ }.
Yuqoridagi ma’lumotlarga tayanib, quyidagi parametrlar hisoblansin.

1. 
   _{ } va _{ } modda o‘tkazish koeffitsientlari;
   
2. 
   suyuq fazaning diffuzion qarshiligi, gaz fazaning diffuzion qarshiligidan necha marta farq qilishi.
   

Parametr	O‘lchov birligi	Shifrning oxirgi raqami bo‘yicha variantlar
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
R		2,5	3,1	3,5	5,0	1,5	2,8	4,0	4,5	6,0	1,9
V		1,1	1,0	1,5	1,2	1,6	1,3	1,9	1,7	2,0	2,5
S		25	20	35	30	40	35	50	45	80	100

Absorberlar hisobi
NASADKALI ABSORBERLARNI HISOBLASH _{ }
Absorberdan gaz o‘tganda naporning yo‘qotilishi sodir bo‘ladi. Uning miqdori nasadkaning xarakteriga gazning tezligi, namlanish zichligiga bog‘liq. Quruq nasadkali naporning yo‘qotilishi yoki quruq nasadkaning qarshiligi quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda _{ }nasadka qatlamining balandligi, m; _{ }nasadka elementlari tashkil qilgan kanallarning ekvivalent diametri, m; _{ }nasadka qatlamidagi gazning hajmiy tezligi, m/s; _{ }nasadkalar orasidagi bo‘shliq; _{ }nasadkalarning solishtirma yuzasi, _{ }; _{ }ishqalanish va mahalliy qarshiliklarni yengish uchun ketgan bosimning yo‘qotilishini hisobga oluvchi qarshilik koeffitsienti.
Qarshilik koeffitsienti _{ } ning qiymati _{ } kriteriysiga bog‘liq. U nasadkaning turli elementlari uchun gazning harakat rejimiga bog‘liq bo‘lib, asosan empirik tenglamalar bilan aniqlanadi:
Agarda _{ }, ya’ni laminar rejim bo‘lsa,

Turbulent rejimdagi gazning harakati uchun, ya’ni _{ } bo‘lsa,

Kolonnada tartibsiz joylashtirilgan xalqali nasadkalar uchun

Namlangan nasadkalar gidravlik qarshiligi _{ } quruq nasadkalarnidan katta, chunki suyuqlik ma’lum miqdori nasadkaning ho‘llanishi natijasida uning yuzasida va tor kanallarida ushlab qoladi. Ho‘llangan nasadkaning gidravlik qarshiligi _{ }ushbu taxminiy empirik formula orqali topiladi:
_{ }
b
u yerda _{ }namlash zichligi, _{ }; _{ }nasadkaning kattaligi va namligiga qarab tajriba orqali aniqlanadigan koeffitsient.

Namlangan yuza _{ } ning hamma nasadka elementlarining solishtirma yuzasining _{ } ga nisbatan nasadkaning namlash koeffitsienti _{ } ni beradi:

_{ }
Nasadkaning namlanish koeffitsienti quyidagi tenglama bilan aniqlanishi ham mumkin:

Daraja ko‘rsatkich _{ } ning qiymati:

Nasadkaning turiga qarab _{ } larning miqdori maxsus adabiyotlardan topiladi. Masalan, Rashika halqasi uchuun _{ }
Absorberning diametri quyidagi tenglamadan aniqlanadi:

bu yerda _{ }absorberdagi hajmiy sarf, _{ }.
Absorberning balandligi nasadkalarning hajmiga qarab aniqlanadi. Nasadkanin ghajmi esa, o‘z navbatida xuddi shu nasadka uchun uning modda o‘tkazish yuzasiga bog‘liq. Bu holda nasadkaning hajmi:

bu yerda _{ }kolonnaning ko‘ndalang kesim yuzasi, _{ }.
Modda o‘tkazish yuzasi esa, modda o‘tkazishning asosiy tenglamasidan aniqlanadi, F ning qiymatini (6.35) tenglamaga qo‘yib, absorberning balandligini aniqlash mumkin.

Modda o‘tkazish koeffitsientlari _{ } larni hisoblashda, gaz fazasidagi modda berish koeffitsienti _{ } tartibsiz o‘rnatilgan nasadkalar uchun quyidagi kriterial tenglamadan aniqlanadi:

Gaz fazasi uchun balandlik birligidan o‘tayotgan gaz fazasidagi o‘tkazish sopining balandligi quyidagicha:

Tartibli joylashtirilgan nasadkalar uchun:

yoki

bu yerda _{ }nasadkaning balandligi.
(6.36), (6.39) tenglamalarda topilgan _{ } va _{ } kriteriylarda aniqlovchi geometrik kattalik sifatida nasadkaning ekvivalent diametri olinadi (_{ }). Halqasimon nasadkalar uchun suyuqlik fazasidagi modda berish koeffitsientlarining birlik yuzasiga bo‘lgan nisbati quyidagi tenglama bilan aniqlanadi:

bu yerda

bu yerda _{ }Nussult kriteriysi hosil bo‘lgan yupqa qatlam qalinligi uchun hisoblangan.
Suyuq fazadagi o‘tkazish sonining balandligi esa:

3. 
   Amaliy mashg‘ulot
   

(2 soat)
Ekstraksiyalash jarayoni hisobi.
Uzluksiz ishlaydigan ekstraktorlarni gidrodinamik hisoblash tartibi.

Ekstraksiyalash deb shunday jarayonga aytiladiki, eritmalar yoki qattiq jismlar tarkibidan bir yoki bir necha komponentlarni erituvchialar (ekstragent) yordamida ajratib olishga aytiladi. Bu jarayon 2 turga bo‘linadi:

a) suyuqliklarni ekstraksiyalash
b) qattiq materiallarni ekstraksiyalash

1-rasm. Ekstraksiya jarayonining prinsipial sxemasi.

Tarkibida tarqatuvchi modda M bor boshlang‘ich eritma F va erituvchi Ye lar ekstraktorga yuklanadi. Biror eritma tarkibidagi komponentlarni ajratib olish uchun qo‘llaniladigan suyuqlik ekstragent (Ye) deb nomlanadi. Fazalar o‘rtasida massa almashinish jarayoni ularning bevosita to‘qnashuvi tufayli yuz beradi. Ekstraksiya natijasida hosil bo‘lgan suyuq aralashma ajratgichga yuboriladi va u yerda ekstrakt (Ye) va rafinat (R) ga ajratiladi.

Suyuqliklarni ekstraksiyalash

Dastlabki eritma va erituvchi o‘zaro ta’sir ettirilganda ikkita faza (ekstrakt va rafinat) hosil bo‘ladi. Ajratib olingan moddaning erituvchidagi eritmasi ekstarkt, dastlabki eritmaning qoldig‘i esa rafinat deb yuritiladi. Olingan 2 ta suyuqlik fazasi bir-biridan tindirish, sentrafugalash yoki boshqa mexaniq usullar yordamida ajratiladi. So‘ngra ekstrakt tarkibidan tegishli mahsulot ajratib olinadi, rafinatdan esa erituvchi regeneratsiya qilinadi.

Afzaliklari:

Suyuqliklarni ekstraksiyalash boshqa usullar (rektifikatsiyalash, bug‘latish va xokazo) ga nisbatan bir muncha afzalliklarga ega: jarayon past temperaturada olib boriladi, eritmaning bug‘lanishi uchun issiqlik talab etilmaydi, yuqori tanlovchanlik xususiyatiga ega bo‘lgan istalgan erituvchini ishlatish imkoni bor.
Kamchiliklari:
Qo‘shimcha komponent (erituvchi)ni ishlatish va uni regeneratsiya qilishni tashkil etish apparatlar sxemasini murakkablashtiradi va ekstraksiyalash jarayonini qimmatlashtiradi.
Suyuqlik tarkibidan kerakli komponentni ajratib oladigan modda ekstragent deb ataladi.
Sanoatda ishlatiladigan erituvchilar (ekstragent) uch guruxga bo‘linadi:

1. 
   Organiq kislotalar yoki ularning turlari (sulfokislotalar, fenollar, naften kislotalar va xokazo)
   
2. 
   Organiq asoslarning tuzlari (birlamchi, ikqilamchi va uchlamchi aminlarning tuzlari va xokazo)
   
3. 
   Neytral erituvchilar (suv, spirtlar, oddiy va murakkab efirlar va ketonlar).
   

Suyuqlik ekstraksiyasini qo‘llashdan maqsad:
1) rektifikatsiya yordamida aralashmadan ajratilgan azeotrop aralashma hosil bo‘lishi, komponentlarni termik chidamsizligi va uchib chiqa olmasligi tufayli;
2) tashkil etuvchi komponentlarni qaynash temperaturlari bir-biriga yaqin bo‘lib, yoki konsentratsiyasi kam bo‘lsa yoki boshqa sabablar bilan rektifikatsiya usuli ekstraksiyaga nisbatan iqtisodiy sarf-harajat katta bo‘lgandi.
Amaliyotda suyuqlik aralashmalarini ekstratsiyalashning kuyidagi usullari ishlatiladi:
1) dastlabki aralashma va ekstragentni bir marotaba kontaktiga asoslangan jarayon (bir pog‘onali ekstraksiyalash);
2) har bir pog‘onada toza erituvchi ishlatish yo‘li ekstraksiyalash (ko‘p pog‘onali ekstraksiyalash);
3) bitta yoki ikkita erituvchi yordamida qarama-qarshi oqim bilan ko‘p bosqichli ekstraksiyalash (ko‘p pog‘onali ekstraksiyalash). Birinchi va ikkinchi usullar kichik hajmli ishlab chiqarishlarda hamda laboratoriya sharoitlarida qo‘llaniladi.

Bir pog‘onali ekstraksiyalashning sxemasi 1.1 - rasmda tasvirlangan. Dastlabki eritma F va erituvchi S aralashtirgich 1 ga beriladi, so‘ngra aralashma tindirgich 2 da ikki qatlam —ekstrakt Ye va rafinat R ga ajraladi. Dastlabki aralashma va erituvchi bir karra to‘qnashib, jarayon ko‘p vaqt davom etgan holatdagina muvozanat konsentratsiyalariga yaqin tarkibli ekstrakt va rafinat olish mumkin bo‘ladi. Jarayonni davriy va uzluksiz rejimda olib borish mumkin.

1.1-rasm. Bir pog‘onali ekstraksiyalashning sxemasi. 1- aralashtirgich; 2- tindirgich; F — dastlabki eritma; A, V — aralashma komponentlari; S — ekstragent; Ye-ekstrakt; R — rafinat.

Ekstraksiyalash jarayoni uzluksiz rejim bilan uyushtirilganda regeneratsiya qilingan erituvchi uzluksiz ravishda aralashtirgichga qaytariladi. Ushbu usul tarqalish koeffitsientining qiymati katta bo‘lgan sharoitda qo‘llaniladi.
Sanoat miqyosida asosan uchinchi usuldan, ya’ni fazalarning qarama-qarshi oqimidan foydalaniladi. Qaysi bir usul qo‘llanishidan qat’iy nazar, ekstraksiyalash jarayoni erituvchi yoki erituvchilarni regeneratsiya qilish bilan birga olib boriladi. Regeneratsiyaning maqsadi eritmalar tarkibidagi kerakli komponentlarni ajratib olish va erituvchilarni qaytadan ishlatishdan iboratdir.