Kirish gaz yoki bug`li aralashmalardagi komponentlarining suyuqlikda yutilish jarayoni absorbsiya

Absorbsiyaning moddiy balansi va kinetik qonuniyatlari

Absorbsiya jarayonining moddiy balansi quyidagi ko’rinishdagi umumiy tenglama bilan ifodalanadi:

Oxirgi tenglamani boshlang`ich va oxirgi konstentrastiyalar oraligida integrallagandan so’ng, undan absorbent sarfini (kmol/s) aniqlash mumkin:

_{ } (5)

1 kmol inert gaz uchun zarur solishtirma sarf:

_{ } (6)

Absorberda konstentrastiyaning o’zgarishi (7) va (17) tenglamalar bilan ifodalanadi. Jarayon ishchi chizig`i u-x koordinatalarida to’g`ri chiziq ko’rinishida bo’ladi. Uning qiyalik burchagi tangensi l = L/G.

Absorbent solishtirma sarfining absorber o’lchamiga va suyuq fazada tarqalayotgan moddaning oxirgi konstentrastiyasiga ta’sirini ko’rib chiqamiz.[4]
Absorberda fazalar yo’nalishi parallel deb qabul qilamiz.
u-x koordinatalarning V nuqtasida aniqlanayotgan suyuq fazada tarqalayotgan moddaning boshlang`ich konstentrastiyasi x<sub>b</sub>, gaz fazasidagi boshlang`ich konstentrastiya u_b, oxirgisi esa - u_ox (2-rasm).
Fazalar muvozanat holati u_m = f(x) tenglamaga binoan turli qiyalik burchagi ostida bir nechta ishchi chiziqlar o’tkazamiz. Rasmdagi A₁, A₂, A₃ nuqtalar gaz faza va absorbentdagi boshlang`ich va oxirgi konstentrastiyalarni xarakterlaydi. Jarayonni harakatga keltiruvchi kuchi ishchi va muvozanat chiziqlar o’rtasidagi farq bilan aniqlanadi, ya’ni u=u-u<sub>m</sub>. Butun qurilma uchun o’rtacha harakatga keltiruvchi kuch o’rtacha logarifmik qiymat sifatida topiladi. Agar, ishchi chiziq VA vertikal chiziq bilan ustma-ust tushsa, harakatga keltiruvchi kuch eng katta qiymatga ega bo’ladi. Agar, (6) tenglamaga x<sub>ox</sub>= x<sub>b</sub> qo’yilsa, absorbentning sarfi cheksiz bo’ladi.[5]
Boshqa holatda esa, ya’ni ishchi chiziq VA<sub>3</sub> muvozanat chizig`i bilan tutashsa, absorbentning sarfi minimal va tutashish nuqtasida harakatga keltiruvchi kuch nolga teng bo’ladi, chunki u_b = u_m .
B
irinchi holatda absorberning o’lchamlari minimal bo’ladi, chunki absorbentning cheksiz sarfida u_o’r maksimal qiymatga egadir. Ikkinchi holatda esa, absorbentning sarfi minimal bo’lganda absorbentning o’lchamlari cheksiz bo’ladi.
Massa almashinish, shu jumladan, absorbsiya jarayonida ham muvozanatga erishib bo’lmaydi, chunki har doim (x_ox < x_m). Demak, absorbentning sarfi har doim minimal qiymatdan katta bo’lishi kerak. Absorbentning minimal sarfini quyidagi tenglamadan topish mumkin:


_{ } (7)

Absorbentning optimal sarfi texnik-iqtisodiy hisoblashlar asosida aniqlanadi.

1 kmol gazni yutish uchun zarur sarflar gaz va ekspluatastiya narxi S₁, amortizastiya va ta’mirlash uchun sarflar, energiya narxi S₂, gazni uzatish va desorbstiya S₃ ga ketadigan harajatlar yig`indisiga teng:

S=S₁+S₂+S₃

Ma’lumki, S₁ kattalik absorbentning solishtirma sarfiga bog`liq emas. Agar, l ortsa, absorberning ishchi balandligi va uning gidravlik qarshiligi kamayadi. Lekin, bunda qurilmaning diametri kattalashadi.

Shunday kilib, S₂ = f(l) funksiya minimumga ega bo’lishi mumkin.
Absorbentning solishtirma sarfi l oshishi bilan gazni uzatish va desorbstiyasiga ketadigan sarflar S₃ ko’payadi. 3-rasmda yuqorida keltirilgan bog`liqliklar xarakteristikalari tasvirlangan. Hamma egri chiziqlar ordinatalarini qo’shsak, 1 kmol gazni absorbsiya qilish uchun zarur sarflar yig`indisi egri chizig`ini olamiz. Ushbu egri chiziqning minimumi, absorbent optimal solishtirma sarfiga to’g`ri keladi.[6]