Desorbsiya. Ion almashinish jarayon va qurilmalar

Aktivlangan kochmir odatda turli aralashmalar tarkibidan organiq moddalarni yutish hamda suyuqlik va gazlar (bug`lar) ni ajratish uchun keng qo’llaniladi. Aktivlangan kochmirlar har xil organiq xom ashyolar (yogO`ch, tosh kochmir, qipiq, teri, qogO`z va gochsht ishlab chiqarish qoldiqlari) ni quruq haydash va sochngra bug` yoki kimyoviy reagentlar ta`sirida qayta ishlash natijasida olinadi. Aktivlangan kochmirlarning asosiy ko’rsatkichlari ularning turlariga qarab quyidagicha chegaralarda o’zgaradi: solishtirma yuza shaklli zarrachalar (o’lchami 1-7 mm), silindrsimon zarrachalar (diametri 2-3 mm, balandligi 4-6 mm) va kukun (zarrachaning o’lchami 0,15 mm dan kichik) holatida ishlatiladi. Aktivlangan kochmirning kamchiliklariga: yonuvchanligi, mexaniq mustahkamligi yetarli emasligi kiradi.
Silikagellar (kremniy kislotasining suvsizlantirgan geli) polyar birikmalari adsorbsiya qilish uchun ishlatiladi. Bunday adsorbentlardan gaz va suyuqliklarni suvsizlantirish, organiq moddalarni gaz fazasida ajratish uchun hamda xromatografiyada foydalaniladi. Silikagellarning solishtirma yuzasi ochyilgan zichligi esa 400-800 kg/m<sup>3</sup>. Noaniq shaklli zarrachalarining o’lchami keng intervalda o’zgaradi (0,2-7mm), granula holatidagi zarrachalarning o’lchami esa 2-7 mm atrofida bo’ladi. Silikagellarning afzallik tomonlari: yonmaydi; mexaniq mustahkamligi yuqori. Kamchiliklari: solishtirma yuzasi kamroq; namlik bo’lgan paytda adsorbentning organiq moddalarga nisbatan yutish qobiliyati pasayib ketadi.
Adsorbentlar sifatida seolitlar ham ko’p ishlatiladi. Bunday adsorbentlar ishqor va ishqoriy-yer metallarning oksidlarini ushlagan alyumosilikatlardan iborat. Seolitlar yuqori tanlovchanlikka ega. Seolitlar suyuqliklarni tozalash uchun mayda dona kukun holatida, gazlarni tozalash uchun esa o’lchamlari 1-5 mm bo’lgan sharsimon yoki granulalar holida ishlatiladi. Ba`zi seolitlarning g’ovaklari juda ingichka bo’lib, ularning kattaligi yutilayotgan modda molekulalarining kattaligiga teng bo’ladi. Bu xildagi seolitlar molekulyar elak sifatida, ya’ni o’lchamlari g’ovaklarining kattaligidan kichik bo’lgan molekulalarni yutish uchun ishlatiladi. Seolitlarning suvni yutish qobiliyati katta bo’lgani sababli ulardan gazlarni quritishda hamda suyuqlik va gazlarni tozalash uchun foydalaniladi. Seolitning tarkibiga yutilgan suv juda harakatchandir, bu suv qizdirish orqali yuqotiladi va bu adsorbent soviganidan sochng qaytadan suvni yutish qobiliyatini tiklaydi. Seolitlarning uyilish zichligi 600-800 kg/m³ bo’ladi. Seolit­larning yutish qobiliyati g’ovaklarning solishtirma yuzasi bilan emas, balki g’ovaklarni adsorbat bilan hajmiy to’ldirish qiymati bilan belgilanadi (0,2~0,25 smVg). Sanoatda eritmalami har xil pigmentlardan tozalash uchun adsorbent sifatida tuproq jinslari ham ishlatiladi. Tuproq jinslari tabiatda ko’p tarqalgan bo’lib, narxi arzon, uyilish zichligi 400-450 kg/m³. Tuproq jinslarining solishtirma yuzasi boshqa sanoatda ishlatiladigan adsorbentlarga nisbatan ancha kichik (35-150 mVg). Adsorbsiya jarayonining moddiy balansi uning davriy yoki o’zluksiz rejimda olib borilishiga qarab to’ziladi. Odatda jarayon o’zluksiz ravishda olib borilganda qarama-qarshi oqimlardan foydalaniladi. Bunday jarayon uchun moddiy balans tenglamasi quyidagicha ifoda qilinadi:
L(a -a )=G(C -C ) (29.1)
bu yerda, L — adsorbentning sarfi; G — tashuvchi gazning sarfi; a va a — yutilayotgan moddaning adsorbentdagi boshlang`ich va oxirgi tarkibi; C — yutilayotgan moddaning adsorbsiya paytida chiqib ketayotgan gazlardagi urtacha tarkibi;C — adsorbtivning tashuvchi gazdagi tarkibi.
Adsorbsiya jarayoni issiqlik ajralishi bilan boradi. Ajralib chiqqan issiqlik sistemadagi haroratning ko’tarilishiga olib keladi, bu holat adsorbentning faolligini susaytiradi. Shu sababdan sanoat miqyosida adsorbsiya jarayoni amalga oshirilganda ajralib chiqqan issiqlikni sarflaydigan qurilmadan foy­dalaniladi. Adsorbsiya jarayoni boshqa qatgiq fazali sistemalarda massa almashinish jarayonidan (mexanizmi) farq qilmaydi. Umumiy holatda adsorbentda yutilayotgan moddaning diffuziya jarayoni (5.24) kriterial tenglamasi yordamida ifodalanadi:

Qo‘zg‘almas adsorbent qatlamiga yutilayotgan moddaning boshlangich konsentratsiyasi u bo‘lgan oqim uzluksiz ravishda uzatilish holatini ko‘rib chiqamiz. Adsorbent qatlami orqali oqim aralashmasdan, ideal siqib chiqarish rejimida harakatlanmoqda deb faraz qipamiz. Ma’lum vaqg o‘tgandan so‘ng, adsorbent qatlamining boshlang‘ich qismi tezda to‘yinadi va adsorbtivni adsorbsiya qilishi to‘xtaydi. Natijada. kggilayotgan modda konsentratsiyasi o‘zgarmas qatlamning boshlangich qismidan o‘tib ketadi va adsorbsiya zonasi yuqoriga qarab ko‘tarilib boradi. Adsorbent qatlami balandligi bo‘yicha adsorbtivning tarqalishi ravon va adsorbsiya ko‘lami hosil bo‘ladi (5.75-rasm). Ushbu rasmda rj, t j. .. gya vaqglarda adsorbent qatlami balandligi h bo‘yicha adsorbtiv nisbiy konsentratsiyasining taqsimlanish ef i chiziqlari keltirilgan. Shuni ta’kidlash kerakki TJo‘zgarmaydi. Adsorbsiya jarayonida adsorbtiv qatlamining to‘yinish paytigacha ishlash vaqgi, adsorbsiya ko‘lamining tashkil etish davri deb nomlanadi. Adsorbentning butun qatlami bo‘yicha adsorbsiya zonasi vaqg o‘tishi bilan qatlamda adsorbtiv konsentratsiyasi ravon o‘zgaradi. Natijada, adsorbsiya ko‘lami qandaydir o‘zgarmas tezlik bilan siljiydi. Adsorbtivning "o‘tib ketishiga" to‘fi keladigan vaqgdan boshlab adsorbent qatlamining adsorbsion yoki \imoyalovchi ta’siri tamom bo‘ladi.