वायुशोषण : वायूंच्या मिश्रणातील एखादा घटक अलग करावयाचा असेल, तर त्या घटकाचे एखाद्या द्रव पदार्थात शोषण करण्यात येते. या क्रियेला वायुशोषण म्हणतात. इच्छित घटक विरघळण्याची विशेष क्षमता अशा द्रवात असते. वायुमिश्रणातील इतर घटक त्यात अविद्राव्य (न विरघळणारे) असतात.

रासायनिक प्रक्रियांकरिता लागणाऱ्या वायूतील अशुद्ध घटक वायुशोषण क्रियेने काढून टाकता येतात. औद्योगिक क्षेत्रात रासायनिक प्रक्रियांमध्ये पुष्कळ वेळा विषारी वा अपायकारक वायू निर्माण होतात. त्यांमुळे प्रदूषित झालेली हवा या क्रियेने शुद्ध करून वातावरणात सोडता येते. वायुमिश्रणात कमी प्रमाणात असलेला एखादा महत्त्वाचा उपयुक्त वायू या क्रियेने योग्य द्रवात शोषून घेऊन नंतर त्याउलट असणाऱ्या विशोषण या क्रियेने त्या द्रवातून शुद्ध स्वरूपात वेगळा वापरता येतो.

यांशिवाय नैसर्गिक वायूंतून हायड्रोजन सल्फाइड व मर्‌कॅप्टने ही रसायने काढून टाकणे, खनिज रसायनांच्या निर्मितीत कार्बन मोनॉक्साइड परत मिळविणे, वीजनिर्मिती संयंत्राच्या धुराड्यातून बाहेर पडणाऱ्या वायूंतून सल्फर ऑक्साइडे काढून टाकणे, खत कारखान्यातून बाहेर पडणाऱ्या वायूंतील सिलिकॉन हे ट्रायफ्‍ल्युओराइड व हायड्रोजन फ्‍ल्युओराइड परत मिळविणे इत्यादींकरिता वायुशोषणाचा उपयोग केला जातो.

वायू व द्रव यांचे संक्रमण : वायुशोषण क्रियेत द्रव पदार्थ म्हणून शुद्ध पाण्याचा सर्रास उपयोग केला जातो पण इच्छित वायुघटकासाठी विशेष विद्राव्यता ( विरघळविण्याची क्षमता) अथवा शोषणक्षमता असलेले इतर रासायनिक द्रव पदार्थ किंवा त्यांचे विद्राव वापरता येतात. एथॅनॉल अमाइने, दाहक (कॉस्टिक) सोडा, सल्फ्यूरिक अम्ल इत्यादींचे कमी संहतीचे (प्रमाण कमी असणारे) पाण्यातील विद्राव बऱ्याच ठिकाणी वायुशोषणासाठी वापरले जातात.

पाण्यात विरघळणाऱ्या वायूंचे (१) अत्यल्प प्रमाणात विरघळणारे (ऑक्सिजन, नायट्रोजन इ.) (२) मध्यम प्रमाणात विरघळणारे (सल्फर डाय-ऑक्साइड) आणि (३) उच्च प्रमाणात विरघळणारे (अमोनिया, हायड्रोक्लोरिक अम्ल इ.) असे तीन प्रकार करता येतात. द्रवात विरघळल्यानंतर अनेक वायूंचे कमीअधिक प्रमाणात आयनीकरण (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगट निर्माण होण्याची प्रक्रिया ) अगर जलीय विच्छेदन (पाण्याचा रेणू H  व OH यांच्या रूपाने विक्रिया घडवून एखाद्या संयुगाचे विच्छेदन-विभाग-करतो अशी विक्रिया) होऊ शकते. तसेच शोषित वायूची द्रवातील एखाद्या घटकाशी रासायनिक विक्रिया होऊन निराळ्या रासायनिक पदार्थाची निर्मिती होण्याची शक्यता असते. उदा., दाहक सोड्याच्या कमी संहतीच्या विद्रावात हायड्रोक्लोरिक अम्ल वायूचे शोषण झाल्यास त्यांच्या संयोगापासून सोडियम क्लोराइड (मीठ) तयार होते. अशा रासायनिक विक्रिया होत असतील, तर त्या द्रवाच्या अंगी त्या वायूविषयी मोठ्या प्रमाणात शोषणक्षमता असते.

वायुमिश्रणाचा द्रवाशी संपर्क आल्यानंतर त्यांच्यामध्ये असलेल्या आंतरपृष्ठामधून वायुघटकाचे शोषण होते. अशा प्रकारे शोषण झाल्यावर मूळ वायू प्रावस्थेत असलेल्या घटकांचे द्रव प्रावस्थेत रूपांतर होते. वायुघटकाच्या अणूंचे आंतरपृष्ठामधून द्रवात उतरण्याचे संक्रमण (स्थानांतरण) एकाच दिशेने होत नसते. उलट बाजूकडूनही संक्रमण होण्याची शक्यता विशिष्ट परिस्थितीत उद्‍‌भवते.

समजा अमोनियायुक्त हवेचे एक मिश्रण बंदिस्तपणे एका भांड्यात शुद्ध पाण्याच्या संपर्कात ठेवले, तर त्या मिश्रणातील अमोनियाचे अणू मिश्रणातून पृष्ठभागाकडे जातील, तेथे विरघळतील आणि नंतर द्रव-रूपात पाण्यामध्ये इतस्ततः विखुरले जातील. या प्रक्रियेत हळूहळू वायु-मिश्रणातील अमोनियाची संहती कमी होत जाईल आणि पाण्यातील संहती वाढत जाईल. तसेच शोषणाची त्वराही हळूहळू कमी होत जाऊन सरतेशेवटी ती शून्यावर येईल म्हणजे त्या स्थितीत वायुमिश्रणातून अमोनियाचे आणखी अणू द्रवात उतरू शकणार नाहीत.

याउलट वरील प्रयोगात सर्व मिळून अमोनियाचे जितके वजन घेतले होते  तितक्याच वजनाचा अमोनिया पहिल्या प्रयोगात घेतलेल्या पाण्याइतक्याच शुद्ध पाण्यात विरघळला असेल असा विद्राव तेवढ्याच आकारमानाच्या भांड्यात बंदिस्तपणे पहिल्याइतक्याच शुद्ध हवेच्या संपर्कात ठेवला, तर उलट बाजूने क्रिया होऊन त्या विद्रावाचे विशोषण सुरू होईल. अमोनियाचे अणू द्रवातून पृष्ठभागी येऊन तेथून वायुमिश्रणात प्रवेश करतील. द्रवातील अमोनियाचे प्रमाण हळूहळू कमी होत जाईल आणि वायुमिश्रणातील प्रमाण वाढत जाईल. तसेच विशोषणाची त्वराही हळूहळू कमी होऊन शून्यावर येईल.

दोन्ही प्रयोगांत शोषण आणि विशोषण थांबल्यावर एकच स्थिती प्राप्त होईल आणि त्यात द्रवातील अमोनियाची संहती सारखी असेल आणि वायुमिश्रणातील अमोनियाची संहतीही सारखीच असेल. अशा अवस्थेस संतुलित अवस्था म्हणतात. या अवस्थेत शोषित वायुघटकाचा वायुमिश्रणातील वायुदाब द्रवातील त्याच्या संहतीवर सर्वस्वी अवलंबून असतो. घटकाचा वायुदाब हेन्‍री नियमानुसार ( विल्यम हेन्‍री या इंग्रज रसायनशास्त्रज्ञांवरून पडलेले नाव) दर्शविला जातो.

P = HC           …        …        …        (१)

[येथे P – वायुघटकाचा दाब ( वातावरणीय दाबाच्या एककात),  H-हेन्‍री स्थिरांक आणि C-द्रवातील वायूची संहती (अणूच्या प्रमाणात)]. घटकाचा हा वायुदाब. वायुमिश्रणातील इतर घटकांच्या अस्तित्वावर अवलंबून नसतो. तापमान वाढले की, संतुलित वायुदाबही वाढतो. मध्यम आणि उच्च प्रतीच्या विद्राव्य वायुघटकांमध्ये द्रवामध्ये असलेले त्या घटकांचे प्रमाण त्यांच्या संतुलित अवस्थेतील वायुदाबाच्या मानाने खूप जास्त असते. वायुशोषणाची त्वरा ही वायुमिश्रण आणि त्याच्या संपर्कात असलेला द्रव संतुलन अवस्थेपासून प्रत्यक्षात किती दूर आहेत यांवर अवलंबून असते. त्यामुळे वायुमिश्रणातील एखाद्या विशिष्ट घटकाचे जेव्हा शोषण करायचे असते त्या वेळी नियोजित द्रवाशी त्या तापमानास त्याची प्राप्त होणारी संतुलन अवस्था विचारात घेणे अतिशय महत्त्वाचे असते. संतुलन स्थितीच्या संदर्भात असलेल्या परिस्थितीबरोबरच वायुशोषणाची त्वरा ही वायुमिश्रणाचा ढवळण्याचा वेग, त्यातील घटकांच्या अणूंचे आकारमान व वजन, तापमान, संहती घटकाची द्रवातील विद्राव्यता, तसेच द्रवघटकांच्या अणूंचे आकारमान व वजन, तापमान, आंतरपृष्ठाशी असलेला द्रवाचा वेग, द्रवातील वायुघटकाची संहती. रासायनिक विक्रियेची शक्यता इ. विसरण क्रियेशी (कणांच्या उत्स्फूर्त हालचालीत विखुरले जाण्याच्या क्रियेशी) निगडित असलेल्या अनेक गुणांवरही अवलंबून असते.


(आ. १) व्हिटमन परिकल्पनेनुसार वायु शोषणातील चालक प्रेरणेचे स्वरुप: PG - वायुघटकाचा दाब, Pi – संतुलन अवस्थेतील आंतरपृष्ठावरील वायुदाब, Ci- द्रवाची आंतरपृष्ठालगतची संहती, CL – द्रवातील वायुघटकाची संहती.वायुशोषणाची व्हिटमन परिकल्पना : वायुशोषण संयंत्राचा किंवा यंत्रसंचाचा (साधनाचा) आराखडा तयार करताना प्राप्त परिस्थितीत वायुशोषणाची त्वरा किती असेल, याचा अचूक अंदाज करता येणे आवश्यक असते. त्यावरून संयंत्राची रचना ठरवता येते. वायुशोषणाच्या त्वरेचा अचूक अंदाज करता यावा म्हणून वायुशोषणाची क्रिया टप्प्याटप्प्याने कशी पार पडते याविषयीची डब्ल्यू. जी. व्हिटमन ह्यांची द्विस्तर परिकल्पना सर्वमान्य असून बहुतांशी तिचाच आधार वायुशोषण क्रियेतील समस्या सोडविण्यासाठी घेतला जातो. वायुशोषणाच्या क्रियेविषयीची व्हिटमन परिकल्पना पुढीलप्रमाणे आहे (आ. १). (१) शोषण होते वेळी वायूच्या अंगातून संनयन (अभिसरण) पद्धतीने वायूचे अणू संपर्कात असलेल्या द्रवाच्या पृष्ठभागाकडे जातात. या वेळी त्यांना अडथळा होत नाही आणि वायूतील संहती सारखीच राहते.  (२) आंतरपृष्ठापाशी एका बाजूला वायूचे अतिसूक्ष्म जाडीचे एक पटल तयार झालेले असते. त्याच पद्धतीचे द्रवाचे एक सूक्ष्म पटल पलीकडच्या बाजूस असते. दोन्ही पटले स्थिर असतात आणि त्यांचाच वायुशोषण क्रियेस अडथळा होत असतो. विसरण पद्धतीने वायू पटलातून पार होऊन आंतरपृष्ठाशी पोहोचतो. (३) तेथे द्रवपटलातील द्रवाशी संपर्क झाल्याबरोबर क्षणार्धात विना अडथळा तेथील द्रव्याबरोबर त्याची संतुलन अवस्था प्राप्त होते आणि तेव्हाच संतुलित द्रवाची निर्मिती होते.  (४) या संतुलित द्रवामध्ये असलेला वायुघटक नंतर द्रवपटलातून विसरण पद्धतीने द्रवपटल पार करतो. (५) द्रवपटल पार केल्यानंतर घटक संनयन पद्धतीने मुख्य द्रवात मिसळून जातो. त्या वेळी त्याला अडथळा होत नाही व द्रवातील संहती सर्वत्र सारखी राहते. या सर्व क्रियेमध्ये जितके द्रव्यमान वायुमिश्रणातून बाहेर गेलेले असते. तितकेच द्रव्यमान द्रवात शोषले गेलेले असते.

आंतरपृष्ठाच्या दोन्हीं बाजूंना असलेल्या द्रव आणि वायू पटलांकडूनच वायुघटकाच्या संक्रमणात अडथळा होत असल्याने फक्त तेथेच चालक प्रेरणेची आवश्यकता असते. व्हिटमन परिकल्पनेप्रमाणे या चालक प्रेरणेचे स्वरूप कसे असते, ते आ. १ मध्ये दाखविले आहे. वस्तुतः अतिसूक्ष्म मानलेली पटले सोईकरिता आकृतीत मोठी करून दाखवली आहेत.

वायुमिश्रणातील वायुघटकाचा दाब PG आहे आणि तो सर्व वायुभर सारखा आहे. CL ही द्रवातील वायुघटकाची संहती आहे. वायु-घटकाचा आंतरपृष्ठाशी द्रवाबरोबर संपर्क आल्याबरोबर जी संतुलन अवस्था प्राप्त होते त्या अवस्थेत आंतरपृष्ठावरील वायुदाब Pi इतका असतो आणि द्रवातील संहती Ci इतकी असते. (प्रत्यक्षात याचे मोजमापन अशक्य असते).

अशा प्रकारे एका वायुशोषण प्रवाहाची कल्पना केली, तर असा प्रवाह वायुमिश्रणातून उगम पावून वायुपटलातून वाहतो आणि आंतरपृष्ठाशी आल्यावर द्रवरूपाने द्रवपटलातून वाहत जाऊन पुढे द्रवाच्या मुख्य अंगात विलीन होतो. असे चित्र तयार होईल. वायुशोषण प्रवाहाला वायुपटलामधील चालक प्रेरणा वायुदाबातील फरकामुळे म्हणजे (PG – Pi) मुळे मिळते आणि द्रवपटलामधील चालक प्रेरणा द्रवसंहतीमधील फरकामुळे म्हणजे (Ci – CL) मिळते. वायुशोषणाची एकूण त्वरा ही या दोन्ही म्हणजे (PG – Pi) आणि (Ci – CL) या चालक प्रेरणांचा मिळून अंतिम परिणाम असतो. या चालक प्रेरणा आणि इतर भौतिक गुणधर्म लक्षात घेऊन समीकरणे मांडून वायुशोषणाची त्वरा शोधून काढणे शक्य होते.

प्रत्यक्षात Pi अगर Ci यांच्या किंमती उपलब्ध होत नसल्याने पर्याय म्हणून CL संहतीच्या जागी त्या संहतीच्या संतुलित अवस्थेतील वायुदाब, समजा Pe हा घेऊन सर्व प्रवाह PG – Pe या चालक प्रेरणेवर चाललेला आहे अशी कल्पना करून वायुपटल समीकरण मांडता येते. यात Ci आणि CL ची जागा Pi आणि Pe घेतात. दोन्ही चालक प्रेरणांचा समन्वय (PG – Pi) आणि (Pi – Pe) यांमध्ये Pi हा घटक आपोआप नाहीसा (शून्य) होतो आणि समीकरण खालीलप्रमाणे मांडता येते.

N = KG (PG – Pe)      ..         ..         ..             (२)

यात N-शोषण त्वरा, PG -वायुमिश्रणातील वायुघटकाचा दाब, Pe – द्रवातील घटकाच्या संहतीशी संतुलित असलेला वायुदाब आणि KG हा वायुपटल वायुशोषण गुणांक आहे. तो दिलेल्या परिस्थितीत दर ताशी, दर चौ.मी. पृष्ठभागामधून दाबाचा फरक एक वातावरणीय दाब इतका असेल, तर किती वस्तुमानाचे शोषण होईल हे दाखवितो.

वायुपटल वायुशोषण गुणांकाप्रमाणेच द्रवपटल वायुशोषण गुणांकावर आधारित समीकरण खालील प्रकारे होते.

N = KL (Ce – CL)      ..          ..        .. (३)

यात N ही समीकरण (२) इतकीच वायुशोषण त्वरा, Ce ही PG दाबाबरोबरची संतुलित संहती, CL ही द्रवातील वायुघटकांची संहती आहेत आणि KL हा द्रवपटल वायुशोषण गुणांक आहे. तो दर ताशी दर चौ. मी. पृष्टभागातून दर संहती फरकामागे किती द्रव्यमान शोषण  होईल ते दाखवतो.

द्रव आणि वायुघटकांच्या उपलब्ध गुणांवर अवलंबून वायुपटल अगर द्रवपटल वायुशोषण गुणांकांचा उपयोग करून प्रत्यक्षात वायुशोषण त्वरा किती असेल, याचा अंदाज वर्तवता येतो. को णत्याही मार्गाने प्रश्न सोडवला, तरी प्राप्त परिस्थितीकरिता वायुशोषण त्वरेचे एकच उत्तर येईल.

द्रवात उच्च प्रमाणात विरघळणाऱ्या (अमोनिया, हायड्रोक्लोरिक अम्ल इ.) वायूंच्या बाबतीत (Ci – CL) ही चालक प्रेरणा खूप असते आणि द्रवपटल वायुशोषण गुणांकही खूप जास्त असतो. त्यामुळे प्रत्यक्षात वायुशोषण त्वरा (PG –Pi) म्हणजे वायुपटलाच्या विसरण विरोधावर अवलंबून असते. याउलट द्रवात अत्यल्प प्रमाणात विरघळणाऱ्या (हायड्रोजन, ऑक्सिजन, नायट्रोजन इ.) वायूंच्या बाबतीत (Ci – CL) ही चालक प्रेरणा अगदी कमी असते आणि द्रवपटल वायुशोषण गुणांक कमी असतो. त्यामुळे वायुशोषण त्वरा ही द्रवपटलातून होणाऱ्या विसरण वेगावर अवलंबून असते. शोषण संयंत्रांचे आराखडे तयार करताना ही गोष्ट प्रामुख्याने विचारात घ्यावी लागते.

वायुशोषण झाल्यानंतर द्रवातील एखाद्या घटकाशी जर वायूचा रासायनिक संयोग होत असेल, तर त्या घटकाची CL ही संहती शून्य होते आणि पर्यायाने Pe हा वायुदाबही शून्य होतो. परिणामी वायुशोषण क्रिया जास्त वेगाने पार पडते. घडणाऱ्या रासायनिक विक्रियेच्या वेगावर हा फरक अवलंबून असतो. रासायनिक विक्रियेचा वेग जर अगदी कमी असेल, तर वायुशोषण त्वरेवर तिचा फारसा परिणाम होत नाही. रासायनिक विक्रिया जर मध्यम वेगाची असेल, तर तीवर अवलंबून वायुशोषण त्वरा वाढते आणि रासायनिक विक्रिया जर अतिजलद होत असेल, तर शेवटी द्रवातील रासायनिक विक्रिया करणारा घटक किती वेगाने द्रवातून आंतरपृष्ठाकडे जातो यावर वायुशोषण त्वरा अवलंबून राहते.


संयंत्रे : वायुशोषण क्रियेसाठी वायू आणि द्रव यांचा संपर्क साधणारी अनेक प्रकारची संयंत्रे वापरतात : (१) अगदी साधे संयंत्र म्हणजे एका बंद टाकीत द्रव घुसळत ठेवून पंख्यांच्या खालून भोके पाडलेल्या नळीद्वारे वायू सोडतात. यात शोषण हळू होते पण ते संतुलित अवस्थेपर्यंत नेता येते. (२) धुराडी आणि टोप्या बसवलेल्या पट्टिकांमध्ये मोकळी जागा ठेवून स्तंभात रचतात. खालच्या पोकळीतून वायुमिश्रण धुराड्यातून वरच्या पट्टिकेवर येते आणि धुराड्यावर असलेल्या टोप्यांच्या खालून पट्टिकेवरील द्रवातून बुडबुड्यांच्या स्वरूपात द्रवाशी संपर्क करून वरच्या पट्टिकेकडे जाते. द्रव पदार्थ एका पट्टिकेवरून दुसरीवर वाहत खाली जातो. (३) जाळीदार भोके असलेल्या पट्टिकामध्ये मोकळी जागा ठेवून स्तंभात एकावर एक रचतात. द्रव पदार्थ एका पट्टिकेवरून दुसरीवर वाहत खाली जातो आणि खालून वर येणारा वायुप्रवाह पट्टिकांच्या भोकांमधून बुडबुड्यांच्या स्वरूपात पट्टिकेवरील द्रवाशी संपर्क करून वरच्या पट्टिकेकडे जातो. (४) खालून अगर बाजूने येणाऱ्या वायुप्रवाहात वरून द्रवाचे फवारे सोडतात. द्रवाचे सूक्ष्म बिंदु वायूशी संपर्क करतात. (५) एका स्थिर पट्टिकेवर आतून बाहेर वाढत्या परिघाच्या वर्तुळामध्ये खुंट्या (पिना) बसवलेल्या असतात या खुंट्यांच्या वर्तुळांमधून दुसऱ्या फिरत्या पट्टिकेवर तशाच तऱ्हेने बसवलेल्या खुंट्या फिरत ठेवतात. वायू आणि द्रव मध्यभागाकडून संयंत्राच्या परिघाकडे जातात आणि स्थिर व फिरत्या खुंट्यांच्या योजनेमुळे एकमेकांत पुनःपुन्हा घुसळले जातात.

भरण स्तंभ पद्धतीचे संयंत्र : वरील प्रत्येक प्रकारच्या संयंत्रांची स्वतःची अशी खास वैशिष्ट्ये आहेत आणि योग्य ठिकाणी ती परिणामकारक रीतीने बदलली जातात  परंतु वायुशोषण क्रियेसाठी सर्वांत जास्त वापरली जाणारी संयंत्रे भरण स्तंभ पद्धतीची असतात. भरण स्तंभांची रचना आणि हाताळणी सोपी असते. भरण स्तंभाची रचना आ. २ मध्ये दाखवली आहे.

या संयंत्रात एक पोकळ उभा स्तंभ असतो (८). जरूरीप्रमाणे तो चिनी माती, प्लॅस्टिक अगर धातूचा असतो. त्याच्या खालच्या बाजूला एक जाळी (५) बसवलेली असते. या जाळीवर भरण करावयाच्या वस्तू आ.२. भरण स्तंभाची रचना.ओतून अगर रचून भरलेल्या असतात (४). भरण कक्षाची उंची आराखड्यात हिशोब करून ठरवलेली असते. द्रव पदार्थ वरच्या बाजूने स्तंभात येतो (१) आणि भरण कक्षाच्या वर सम प्रमाणात फवाऱ्याच्या रूपाने विखुरला जातो (३). शोषण झाल्यानंतर राहिलेला वायु वरच्या बाजूने बाहेर पडतो (२). वायुमिश्रण खालच्या बाजूने आत सोडले जाते. (६) आणि शोषित वायूचा विद्राव खालच्या बाजूने बाहेर काढला जातो (७).

भरण स्तंभात वरून येणारा द्रवप्रवाह सर्व भरण तुकड्यांवर सम प्रमाणात विखुरला जाऊन त्यांच्या पृष्ठभागांवरून खाली वाहत येतो आणि त्या वेळी त्याचा खालून वर येणाऱ्या वायुप्रवाहाबरोबर अतिशय परिणामकारक संपर्क होतो. भिजलेल्या भरण तुकड्यांमुळे द्रवाचा फार मोठा पृष्ठभाग सतत वायूच्या संपर्कात असतो आणि गतीमुळे द्रवाचा प्रवाह चांगल्या तऱ्हेने घुसळून निघून नवीन नवीन द्रव सारखा पृष्ठभागाशी येत राहतो. तीच स्थिती वायुप्रवाहाची असते.

भरण करण्याकरिता परिस्थितीनुसार दगड, कोक, विटा, चिनी माती, प्लॅस्टिक, धातू वगैरे अनेक पदार्थांचे तुकडे वापरतात. त्याचप्रमाणे हे तुकडे निरानिराळ्या आकारांचे व मापांचे असतात. प्रामुख्याने वापरले जाणारे आकार आ. ३ मध्ये दाखवले आहेत. यांशिवाय मुद्दाम बनविलेल्या जाळीदार पट्टिका वगैरेही वापरतात. साधारण ५ ते ५० मिमी. मापाचे तुकडे वरून ओतून भरतात. ५० चे २०० मिमी. मापाचे तुकडे बहुधा एकावर एक नीट रचून भरतात.

आ. ३. भरण स्तंभातील तुकड्याचे आकार: (१) बर्ल खोगीर, (२) इंटॅलॉक्स खोगीर, (३) राशिंग नलिका, (४) लेसिंग नलिका, (५) पाल नलिका, (६) टेलिरेट कट्या, (७) दुहेरी पिळाच्या नलिका, (८) तिहेरी पिळाच्या नलिका. भरण स्तंभात वापरावयाच्या तुकड्यांमध्ये पुढील गुणधर्म असणे आवश्यक आहे :(१) तुकडे रसायनांच्या संक्षारणास (गंजणे वा त्यासारख्या झीज करणाऱ्या क्रियेस) विरोध करणारे असावेत. (२) ते वजनाने हलके व पुरेसे मजबूत असावेत. (३) खूप मोठा पृष्ठभाग उपलब्ध व्हावयास हवा. यामुळे वायू आणि द्रवाचा संपर्क चांगला होतो. (४) भरण केल्यानंतर द्रव प्रवाहाला आणि वायुप्रवाहाला चांगली वाट मिळाली पाहिजे व दोन्ही प्रवाह चांगले खेळले पाहिजेत. (५) त्यांचा वायुप्रवाहाला घर्षणरोध कमी असावा. (६) त्यांवर जास्त प्रमाणात द्रव चिकटून राहू नये. (७) ते स्वस्त असावेत.


भरण केलेल्या स्तंभात दर घ. मी. जागेत वायू आणि द्रव यांच्या संपर्काकरिता किती चौ.मी. पृष्ठभाग उपलब्ध होतो, यावरून भरण तुकड्याची प्रत ठरते.

भरण स्तंभाचा आराखडा करताना आणि तो वापरताना पुढील गोष्टींची दक्षता घेतात : (१) द्रवाचा प्रवाह भरण केलेल्या सर्व तुकड्यांवरून सम प्रमाणात पसरून वाहत राहू देतात. द्रवप्रवाह कमी असेल, तर सर्व भरण तुकडे भिजले जात नाहीत. प्रवाह जर नीट विखुरला गेला नाही, तर ओहोळ तयार होऊन प्रवाह एका बाजूने खाली निघून जातो आणि स्तंभाचे कार्य नीट होत नाही. द्रवप्रवाह जास्त असेल, तर वायुप्रवाहाला अडथळा होतो. अशा प्रकारचा परिणाम बहुधा आधाराकरिता असलेल्या खालच्या जाळीवर दिसतो. (२) वायुप्रवाह भरण स्तंभाच्या खालच्या बाजूने वर येताना त्याला भरण स्तंभाचा आणि वरून येणाऱ्या द्रवप्रवाहाचा अडथळा पार करून यावे लागते. त्यासाठी काही जादा वायुदाब खालच्या बाजूस असणे आवश्यक असते. वायुप्रवाहाचा वेग या दाबावर अवलंबून असतो. वायुप्रवाहाचा वेग एका विशिष्ट मर्यादेपेक्षा जास्त झाला, तर द्रवप्रवाहाचा अडथळा अधिकच जाणवू लागतो आणि परिणामी द्रव पदार्थ हळूहळू स्तंभात जमा होऊ लागतो, याला जडस्थिती म्हणतात. खालील वायुदाब आणि परिणामी वायुवेग आणखी वाढला, तर शेवटी द्रव प्रवाह स्तंभातून खाली येणे बंद होते आणि उलट उसळून तो वायुप्रवाहाबरोबर वरच्या बाजूने बाहेर फेकला जातो. याला उसळीबिंदू म्हणतात. जडस्थिती प्राप्त झाली की, स्तंभाचे कार्य वेगाने कमी कमी होऊ लागते आणि उसळीबिंदूंच्या वेळी ते पूर्णपणे थांबते. इतकेच नव्हे तर द्रवप्रवाह वायुप्रवाहाबरोबर वरच्या बाजूने बाहेर पडून पुढच्या संयंत्रात शिरण्याचा धोका संभवतो. या दोन्ही स्थिती कसोशीने टाळाव्या लागतात. यासाठी अगोदर प्रयोग करून उसळीबिंदू ठरवला जातो व त्याच्या ५० टक्के वेगाइतकेच द्रवप्रवाह आणि वायुप्रवाह ठेवले जातात.

भरण स्तंभाचा आराखडा करताना वायुशोषण क्रियेच्या गरजेनुसार संयंत्रात येणाऱ्या आणि बाहेर पडणाऱ्या वायुमिश्रणाचे द्रव्यमान आणि शोषणाकरिता वापरावयाच्या द्रव्याचे शोषणाअगोदरचे आणि शोषणानंतरचे संहती आदी गुणधर्म निश्चित झालेले असतात. या सर्वावरून द्रवाचा प्रवाह किती आणि वायूप्रवाह किती याची कल्पना आलेली असते. त्यानंतर वापरावयाच्या भरण वस्तूंच्या संदर्भात उपलब्ध कोष्टकरूप माहितीचा आधार घेऊन आवश्यक त्या द्रवप्रवाहाला उसळीबिंदुकरिता लागणारा वायुप्रवाहाचा आणि द्रवप्रवाहाचा वेग शोधून काढतात. त्यानंतर उसळीबिंदूपेक्षा ५० टक्के वेग कमी राहील अशा हिशोबाने स्तंभाचा व्यास ठरवता येतो. स्तंभाचा व्यास आणि एकूण किती शोषण करावयाचे आहे. याचा अंदाज लागल्यावर, कोष्टकरूप माहितीवरून प्रयोग आणि निष्कर्ष काढलेल्या वायुपटल अगर द्रवपटल वायुशोषण गुणांक विचारात घेऊन भरण स्तंभाची उंची ठरवता येते.

व्हिटमन परिकल्पनेत काही वैगुण्ये असली, तरी इतर संकल्पनांवर आधारित वायुशोषण गुणांक शोधून काढण्याच्या पद्धती अद्याप विकसित न झाल्यामुळे व्हिटमन पद्धतीवर आधारित संयंत्रांचे आराखडे बव्हांशाने तयार केले जातात.

पहा : एकक प्रक्रिया व एकक क्रिया.

संदर्भ : 1. McCabe, W. L. Smith, J. C. Unit Operations of Chemical Engineering, Tokyo, 1976.

        2. Perry, R. H. Green, D., Eds., Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, New York, 1984.

        3. Sherwood, T. K. and others, Mass Transfer, New York, 1959.

        4. Thorpe, J. F. Whiteley, M. A. Thorpe’s Dictionary of Applied Chemistry, Vol. I, London, 1966.

        5. Treybal, R.  E. Mass-Transfer Operations, New York, 1955.

जोशी, गं. कृ. दीक्षित, व. चिं.

Close Menu
Skip to content