Ushbu tadqiqot moy tomchilari va sirt faol moddalar sabab an’anaviy usullar bilan ajratish qiyinlashadigan moyli oqova suvlardan suvni qayta olish uchun namlantirish–namni olish, ya’ni HDH asosidagi laboratoriya miqyosidagi tizimni ishlab chiqadi. Tizimda qizdirilgan moyli suv g‘ovak to‘ldiruvchi material ustidan pastga purkaladi, havo esa qarama-qarshi yo‘nalishda yuqoriga harakat qiladi. Suv bug‘i havoga o‘tadi, uchuvchan bo‘lmagan moy komponentlari suyuq fazada ushlab qolinadi va nam havo alohida bo‘limda sovitilib mahsulot suviga aylantiriladi. %1 moy saqlovchi model oqova suv 80 °C da ishlov berilganda tizim 12 L·soat−1 mahsulot suvi va 50 L·m−3·soat−1 hajmiy unumdorlik bergan; mahsulot suvining COD qiymati 15 mg·L−1, bildirilgan COD ushlab qolish darajasi esa %99,8 bo‘lgan.
Oziqlantirish harorati 60 °C dan 85 °C gacha oshirilganda %1 moyli suv uchun hajmiy suv unumdorligi 25,4 dan 53,8 L·m−3·soat−1 gacha ko‘tarilib, taxminan %112 ga oshgan. Bunga qarshi, 80 °C da moy konsentratsiyasining %0 dan %10 gacha oshishi unumdorlikni taxminan 51,3 dan 33,3 L·m−3·soat−1 gacha tushirgan, gain output ratio ni %41 kamaytirgan va bildirilgan specific thermal energy consumption ni %72 oshirib 2309 kWh·m−3 darajasiga olib chiqqan. Tween 80 qo‘shilishi emulsiyani yanada barqaror qilgan va %1 moyli suvga nisbatan suv ishlab chiqarishni taxminan %2,5 kamaytirgan.
Tadqiqot natijalari HDH tizimi uchuvchan bo‘lmagan moy komponentlarini katta darajada konsentrlangan suyuq fazada ushlab qola olishini ko‘rsatadi. Biroq tajribalarda haqiqiy neftni qayta ishlash zavodi yoki neft koni oqova suvi o‘rniga oziq-ovqat sifatidagi soya moyi va Tween 80 bilan tayyorlangan model aralashmalar ishlatilgan. Har bir tajriba faqat bir soatlik barqaror ishlash davrini qamrab olgan; uzoq muddatli ifloslanish, ko‘piklanish, korroziya, moy yig‘ilishi, sirt faol modda ko‘chishi va uskunaning chidamliligi o‘rganilmagan. Energiya hisobi ham nasos, ventilyator, sovitish suvi va issiqlik yo‘qotishlarini to‘liq tizim darajasida qamrab olmaydi.
Turkiya nuqtai nazaridan baholash: Yondashuv Turkiyada neftni qayta ishlash va neft-kimyo korxonalari, metallga ishlov berish va mexanik ishlov, o‘simlik moyi ishlab chiqarish, oziq-ovqat sanoati, portlar, kemasozlik zavodlari, dengiz transporti va moyli texnologik suv hosil qiladigan korxonalar uchun tadqiqot qiymatiga ega. Qo‘llashdan oldin mahalliy oqova suvlardagi mineral moy, emulsifikator, detergent, tuz, muallaq qattiq modda, og‘ir metall va uchuvchan organik komponentlar alohida tavsiflanishi kerak. Chiqindi issiqlik, quyosh issiqligi yoki kogeneratsiya issiqligi bilan integratsiya; tomchi olib ketilishini kamaytiruvchi tuman tutgichlar; konsentrlangan moyli qoldiqni boshqarish va mahsulot suvining keyingi tozalashi birgalikda baholanishi kerak. Ushbu tadqiqotdan tizim Turkiyadagi barcha moyli oqova suvlarda bir xil %99,6–99,8 COD ushlab qolish darajasiga erishadi, bevosita tashlash yoki qayta foydalanish suvi ishlab chiqaradi yoki mavjud usullardan iqtisodiy jihatdan ustun degan xulosa chiqarib bo‘lmaydi.
Moyli oqova suvni ajratish nega qiyin?
Sanoat moyli suvlarida moy har doim yuzada oson yig‘iladigan erkin qatlam ko‘rinishida bo‘lmaydi. Mexanik aralashtirish, nasoslar, detergentlar va sirt faol moddalar moyni mikro yoki nano o‘lchamdagi tomchilarga parchalanishiga sabab bo‘lishi mumkin. Bu tomchilar uzoq vaqt suv ichida muallaq qolishi va barqaror emulsiyalar hosil qilishi mumkin.
Zichlik farqiga asoslangan cho‘ktirish va sentrifugalash jarayonlari katta erkin moy tomchilarida samarali bo‘lishi mumkin, biroq kichik va barqaror tomchilarda yetarli bo‘lmasligi mumkin. Membranalar yuqori ajratish aniqligini ta’minlashi mumkin; ammo moyning membrana yuzasiga adsorbsiyasi, g‘ovaklarni berkitishi va qayta tiklash qiyin bo‘lgan oqim yo‘qotishlari ekspluatatsiya xarajatlarini oshirishi mumkin. Kimyoviy koagulyatsiya va emulsiyani buzish usullari esa kimyoviy moddalar sarfi va ikkilamchi loy hosil bo‘lishiga olib kelishi mumkin.
Tadqiqotchilar bu muammolarga qarshi moyni filtrdan o‘tkazishga urinish o‘rniga suvni tanlab bug‘ fazasiga o‘tkazadigan termal ajratish yondashuvini o‘rgangan. Asosiy faraz shuki, tajriba haroratlarida suvning bug‘ bosimi keskin oshsa-da, soya moyi komponentlarining bug‘ fazasiga o‘tish moyilligi juda past bo‘lib qoladi.
Namlantirish–namni olish jarayoni qanday ishlaydi?
HDH tabiiy suv aylanishining yopiq qurilma ichidagi imitasion ko‘rinishidir. Jarayon ikki asosiy bo‘limdan iborat:
- Namlantirish: Qizdirilgan suyuqlik g‘ovak to‘ldiruvchi material ustiga purkaladi. Suyuqlik yupqa plyonka va kichik tomchilar hosil qilganda, qarama-qarshi yo‘nalishda oqayotgan havo suv bug‘ini qabul qiladi.
- Namni olish: Issiq va nam havo kondensatorga yuboriladi. Sovitilgan suv bug‘i suyuq holatga o‘tadi va mahsulot suvi rezervuarida to‘planadi.
Moy va sirt faol modda kabi uchuvchan bo‘lmagan komponentlar katta darajada oziqlantirish bakiga qaytuvchi suyuqlikda qoladi. Shu tariqa tizim nafaqat suv ishlab chiqaradi, balki qolgan oqim hajmini kamaytirib, moy komponentlarini konsentrlaydi.
Tizim atmosfera bosimida va 60–85 °C oziqlantirish haroratlarida ishlatilgan. Bu harorat oralig‘i yuqori bosimli bug‘latish tizimlariga nisbatan past haroratli chiqindi issiqlikdan foydalanish imkonini berishi mumkin. Biroq o‘rganilgan tajriba qurilmasida issiqlik elektr isitgich bilan ta’minlangan, haqiqiy chiqindi issiqlik yoki quyosh issiqligi manbai ishlatilmagan.
Moy qatlami bug‘lanishga qanday to‘sqinlik qiladi?
Suv ustida uzluksiz moy plyonkasi hosil bo‘lganda, bu plyonka suv molekulalari bilan tashuvchi havo o‘rtasida fizik to‘siq yaratadi. Suv molekulalari avval moy qatlamidan o‘tishi yoki plyonka ochiq qoldirgan hududlar orqali gaz fazasiga yetib borishi kerak. Moy ulushi oshgani sari suyuqlikning qovushqoqligi va gaz-suyuqlik interfeysida massa uzatish qarshiligi oshadi.
4-rasmda taklif qilingan mexanizmga ko‘ra moy plyonkasi butunlay harakatsiz emas. Yuqoriga harakatlanuvchi havoning kesish kuchi, suyuqlikning to‘ldirgich ustidagi harakati va sirt tarangligi moy plyonkasini cho‘zadi, shaklini o‘zgartiradi va ba’zan parchalab yuboradi. Ushbu vaqtinchalik ochilishlar orqali suv bug‘i gaz fazasiga o‘tishi mumkin.
Shu sabab tizim moy mavjudligida to‘liq to‘xtamaydi, biroq ayni haroratdagi sof suvga nisbatan pastroq unumdorlik ko‘rsatadi. %1 moy saqlovchi tizimda 80 °C da unumdorlikning sof suvga nisbatan taxminan %2,5 past bo‘lishi ushbu interfeys qarshiligi bilan bog‘langan.
Model moyli suvlar qanday tayyorlangan?
Tadqiqotda haqiqiy sanoat oqova suvi o‘rniga deionizatsiyalangan suv, oziq-ovqat sifatidagi soya moyi va analitik tozalikdagi Tween 80 ishlatilgan. Ikki oziqlantirish tizimi tayyorlangan:
| Tizim | Tarkib | Konsentratsiyalar |
|---|---|---|
| Tizim I | Deionizatsiyalangan suv va soya moyi | Moy: massa bo‘yicha %1, %3, %5, %7 va %10 |
| Tizim II | Deionizatsiyalangan suv, soya moyi va Tween 80 | Moy: %1–10; moy/Tween 80 massa nisbati 2:1 |
Sirt faol modda saqlovchi namunalarda %1 moy uchun %0,5; %3 moy uchun %1,5; %5 moy uchun %2,5; %7 moy uchun %3,5 va %10 moy uchun %5 Tween 80 ishlatilgan. Har bir oziqlantirish guruhi aylanuvchi tizimning uzluksiz ishlashini qo‘llab-quvvatlash uchun 200 litr hajmda tayyorlangan.
Matnda har ikki tizimda suv “dispers faza” deb ta’riflangan. Bunga qarshi, aralashmalarning katta qismi suvdan iborat, 1(c)-rasm moy tomchilari uzluksiz suyuqlik ichida tarqalganini ko‘rsatadi va butun muhokamada “suvdagi moy tomchilari” mexanizmi qo‘llanadi. Shu sabab faza ta’rifi matn ichida terminologik jihatdan izchil emas.
Tajriba qurilmasining asosiy komponentlari
Laboratoriya tizimi oziqlantirish baki, elektr isitgich, aylantirish nasosi, namlantirish minorasi, namni olish minorasi, sovitish suvi baki, kondensator, mahsulot suvi baki va o‘zgaruvchan tezlikdagi ventilyatordan iborat. Namlantirish va namni olish kameralar polipropilendan ishlab chiqarilgan va tashqi yuzalari issiqlik izolyatsiyasi bilan qoplangan.
Minoralar ichida 3,8 cm diametrli g‘ovak polipropilen sharchalar to‘ldiruvchi material sifatida ishlatilgan. Qizdirilgan suyuqlik yuqoridan purkalgan va to‘ldirgich bo‘ylab pastga oqayotganda havo pastdan yuqoriga harakat qilgan. Ushbu qarama-qarshi oqimli tartib havo bilan suyuqlik o‘rtasidagi kontakt maydoni va kontakt vaqtini oshirishni maqsad qilgan.
Oziqlantirish nominal quvvati 2100 L·soat−1 bo‘lgan GP-125 nasosi bilan aylantirilgan; tajribalarda oqim sarfi 1000 L·soat−1 qilib sozlangan. FD-250 ventilyatorining nominal havo sarfi 2100 m3·soat−1. Natija tajribalarida oziqlantirish-havo massaviy sarf nisbati, ya’ni MFR 4,8 da ushlab turilgan.
Namni olish bo‘limidagi sovitish suvi sarfi 1000 L·soat−1 qilib barqaror saqlangan. Nam havo kondensator quvurlari bilan kontaktda sovitilgan va kondensatsiyalangan suv alohida bakda yig‘ilgan.
Tajribalarning davomiyligi qancha bo‘lgan?
Har bir tajriba tizim barqaror holatga yetgandan keyin bir soatlik ishlash davri yakunlangunga qadar davom ettirilgan. Har bir sharoit kamida uch marta takrorlangan. Mahsulot suvi massasi ±0,1 g aniqlikdagi elektron tarozi bilan o‘lchangan; oziqlantirish va mahsulot suvining kimyoviy kislorod talabi to‘liq spektrli tezkor suv analizatori bilan aniqlangan.
Kamida uch takror bajarilgan bo‘lsa-da, natija grafiklarida xato chiziqlari yo‘q, o‘rtacha qiymatlar bilan birga standart og‘ish yoki ishonch oralig‘i berilmagan. Guruhlar orasidagi farqlar uchun statistik ahamiyat testi ham bajarilmagan. Shu sabab kichik farqlarning, ayniqsa sirt faol modda keltirib chiqargan taxminan %2,5 unumdorlik o‘zgarishining tajribaviy tarqalishga nisbatan kattaligi baholab bo‘lmaydi.
Massa va energiya balansi
Tizim uchun ishlatilgan soddalashtirilgan massa balansi:
\[ \dot{m}_{\mathrm{in}}-\dot{m}_{\mathrm{out}} = \dot{m}_{\mathrm{pw}} \]
Bu yerda \(\dot{m}_{\mathrm{in}}\) tizimga kiruvchi oziqlantirish, \(\dot{m}_{\mathrm{out}}\) konsentrlangan chiqish va \(\dot{m}_{\mathrm{pw}}\) mahsulot suvining massaviy sarfidir.
Issiqlik kirishi tadqiqotda quyidagi tenglama bilan hisoblangan:
\[ Q_{\mathrm{in}} = \dot{m}_{\mathrm{in}} \left( c_{p,1}T_{\mathrm{feed},1} - c_{p,2}T_{\mathrm{feed},2} \right) \]
Bu tenglama oziqlantirish oqimining kirish va chiqish entalpiyalari orasidagi farqqa asoslanadi. Tahlilda tizim yopiq, barqaror holatda va atmosfera bosimida, issiqlik yo‘qotishlari, to‘ldirgich va qurilma korpusidagi ikkilamchi issiqlik uzatish hamda zichlik ta’sirlari e’tiborsiz qoldirilishi mumkin deb faraz qilingan.
Haqiqiy sanoat tizimida issiqlik yo‘qotishlari, nasos va ventilyator elektr energiyasi, sovitish suvi ishlab chiqarish, motor samaradorligi va yordamchi uskunalar jami energiya sarfiga ta’sir qiladi. Shu sabab tadqiqotdagi energiya qiymatlari to‘liq zavod elektr va yoqilg‘i sarfi sifatida emas, ideallashtirilgan termal unumdorlik ko‘rsatkichlari sifatida o‘qilishi kerak.
Hajmiy ajratilgan suv unumdorligi
Hajmiy ajratilgan suv unumdorligi namni olish bo‘limining samarali hajmi boshiga mahsulot suvi sarfini ko‘rsatadi:
\[ \mathrm{VSWP} = \frac{V_{\mathrm{pw}}}{V_{\mathrm{dc}}} \]
Bu yerda \(V_{\mathrm{pw}}\) vaqt birligida olingan mahsulot suvini, \(V_{\mathrm{dc}}\) esa taxminan 0,24 m3 bo‘lgan samarali namni olish hajmini bildiradi. Masalan 12 L·soat−1 mahsulot suvi:
\[ \frac{12\ \mathrm{L\,h^{-1}}} {0{,}24\ \mathrm{m^3}} = 50\ \mathrm{L\,m^{-3}\,h^{-1}} \]
natijasini beradi.
COD ushlab qolish darajasi
Organik ifloslantiruvchilarning mahsulot suviga o‘tishi kimyoviy kislorod talabi orqali baholangan:
\[ R_c = \left( 1-\frac{f_{\mathrm{COD}}}{w_{\mathrm{COD}}} \right)\times100\% \]
\(f_{\mathrm{COD}}\) mahsulot suvining, \(w_{\mathrm{COD}}\) esa oziqlantirishning COD qiymatidir. Ushbu nisbat organik moddalarning oziqlantirish tomonida ushlab qolinishini ko‘rsatadi; faqat moy massasi uchun bevosita ajratish foizi emas. Tween 80 kabi erigan organik komponentlar ham COD o‘lchoviga hissa qo‘shadi.
Gain output ratio
Gain output ratio mahsulot suvi kondensatsiyasida qayta olinadigan yashirin issiqlikning tizimga berilgan issiqlikka nisbatidir:
\[ \mathrm{GOR} = \frac{ \rho_{\mathrm{pw}} V_{\mathrm{pw}} h_{\mathrm{pw}} }{ Q_{\mathrm{in}} } \]
GOR oshgani sari berilgan issiqlik mahsulot suvi ishlab chiqarishda samaraliroq ishlatiladi deb qabul qilinadi. Tadqiqotda 80 °C da sof suv uchun GOR 0,50; %1 moyli suv uchun 0,47 deb berilgan. Har ikkala qiymat birdan kichik; tizim ko‘p bosqichli issiqlik qayta tiklashsiz ishlaydi.
Specific thermal energy consumption
Tadqiqotdagi STEC tenglamasi:
\[ \mathrm{STEC} = \frac{ Q_{\mathrm{in}} }{ 3600V_{\mathrm{pw}} } \]
STEC bir kub metr mahsulot suvi boshiga sarflangan issiqlik energiyasini kWh·m−3 sifatida ifodalashni maqsad qiladi. Biroq nomenklatura bo‘limida \(V_{\mathrm{pw}}\) L·soat−1 da ta’riflangan. Litrdan kub metrga o‘tkazuvchi 1000 koeffitsienti tenglamada ochiq ko‘rsatilmagani sabab formula bilan bildirilgan birlik o‘rtasida izohlanmagan birlik konversiyasi mavjud.
Bildirilgan qiymatlar 80 °C da sof suv uchun 1345, %1 moyli suv uchun 1410 kWh·m−3. %10 moyda qiymat 2309 kWh·m−3 deb berilgan. Bu yuqori qiymatlar jarayonda arzon yoki chiqindi issiqlikdan foydalanish iqtisodiy qo‘llash uchun muhim bo‘lishini ko‘rsatadi.
Moy konsentratsiyasi oshganda nima bo‘ldi?
Oziqlantirish harorati 80 °C, suyuqlik sarfi 1 m3·soat−1 va MFR 4,8 da saqlanganda moy konsentratsiyasining oshishi barcha asosiy unumdorlik ko‘rsatkichlariga salbiy ta’sir qilgan.
| Moy konsentratsiyasi o‘zgarishi | Boshlang‘ich yoki past konsentratsiya | %10 moy | O‘zgarish |
|---|---|---|---|
| VSWP | Taxminan 51,3 L·m−3·soat−1 | 33,3 L·m−3·soat−1 | Taxminan %35 kamayish |
| Mahsulot suvi COD | %1 moyda 15 mg·L−1 | 110 mg·L−1 | Mikrotomchi olib ketilishi bilan oshish |
| COD ushlab qolish darajasi | Taxminan %99,8 | %99,8 dan yuqori | Nisbiy ushlab qolish katta darajada saqlandi |
| GOR | Sof suv referensiga yaqin 0,49 | 0,29 | Taxminan %41 kamayish |
| STEC | Taxminan 1345 kWh·m−3 | 2309 kWh·m−3 | Taxminan %72 oshish |
Moy ulushi oshgani sari to‘ldirgich ustida hosil bo‘ladigan suyuq plyonkaning qovushqoqligi ortgan, suyuqlik tarqalishi va havo bilan samarali kontakt maydoni kamaygan. Shu bilan birga moyning gaz-suyuqlik interfeysida to‘planishi suv molekulalarining bug‘ fazasiga o‘tishiga qarshi qo‘shimcha qarshilik yaratgan.
Moy komponentlarining o‘zi bug‘lanib mahsulotga o‘tishi past deb qabul qilingan. Mahsulot suvidagi COD oshishi nam havo bilan olib ketilgan kichik suyuqlik tomchilariga bog‘langan. Ushbu talqin namlantirish chiqishiga mos tomchi tutgich yoki tuman ajratgich qo‘shish mahsulot suvi sifatini yaxshilashi mumkinligini ko‘rsatadi; biroq tadqiqotda bunday uskuna taqqoslanmagan.
Oziqlantirish harorati oshganda nima bo‘ldi?
%1 moyli oziqlantirish uchun haroratni 60 °C dan 85 °C gacha oshirish suvning bug‘ bosimini va havoning tashiy oladigan nam miqdorini oshirgan. Natijalar:
| Ko‘rsatkich | 60 °C | 85 °C | O‘zgarish |
|---|---|---|---|
| VSWP | 25,4 L·m−3·soat−1 | 53,8 L·m−3·soat−1 | Taxminan %112 oshish |
| GOR | Grafikda taxminan 0,31 | Taxminan 0,49 | Taxminan %60 oshish |
| STEC | Grafikda taxminan 2180 kWh·m−3 | Taxminan 1350 kWh·m−3 | Taxminan %38 kamayish |
| COD ushlab qolish | %99,7 dan yuqori | Harorat bilan sezilarli pasayish yo‘q | |
Yuqori haroratda tizimga ko‘proq issiqlik berilgan bo‘lsa-da, mahsulot suvi miqdori tezroq oshgani sabab birlik mahsulot boshiga bildirilgan issiqlik energiya sarfi kamaygan. Biroq 85 °C dan yuqori haroratlar o‘rganilmagan, material chidamliligi va ko‘piklanish kabi chegaralar tekshirilmagan.
Sirt faol modda nega unumdorlikni kamaytirdi?
Tween 80 moy-suv interfeys tarangligini kamaytirib, kichikroq va barqarorroq moy tomchilarini hosil qilgan. Tomchi atrofidagi sirt faol modda qatlami sterik to‘siq hosil qilib, tomchilarning birlashishini va katta fazalarga ajralishini qiyinlashtirgan.
%1 moy va %0,5 Tween 80 saqlovchi oziqlantirishda 80 °C da suv ishlab chiqarish sirt faol moddasiz %1 moyli oziqlantirishga nisbatan taxminan %2,5 past bo‘lgan. Mahsulot suvining COD qiymati 15 dan 28 mg·L−1 gacha ko‘tarilgan va ushlab qolish darajasi taxminan %99,8 dan %99,7 gacha pasaygan.
Tadqiqotchilar kichik tomchilarning Brown harakati kuchliroq ekanini va yuqoriga yo‘nalgan bug‘-havo oqimi bilan olib ketilishga moyilroq bo‘lishi mumkinligini ilgari suradi. Bundan tashqari suvda erigan erkin Tween 80 mahsulot suvidagi COD o‘lchoviga hissa qo‘shishi mumkin.
7-rasm faqat VSWP va COD ushlab qolish darajasini sirt faol moddali va moddasiz tizimlar orasida taqqoslaydi. Xulosa bo‘limida sirt faol modda energiyadan foydalanish samaradorligini ham yomonlashtirgani yozilgan bo‘lsa-da, bunga tegishli alohida GOR yoki STEC sonlari asosiy matnda berilmagan.
Mahsulot suvi sifati qanday baholanishi kerak?
%1 moyli oziqlantirishdan olingan mahsulot suvda 15 mg·L−1, %10 moyli oziqlantirishda 110 mg·L−1 COD o‘lchangan. Oziqlantirish konsentratsiyasi yuqori bo‘lgani sabab nisbiy ushlab qolish %99,8 dan yuqori qolishi mumkin; biroq mahsulot suvining mutlaq COD qiymati oshadi.
Yuqori olib tashlash foizi mahsulot suvi avtomatik ravishda ichimlik, texnologik qayta foydalanish yoki bevosita atrof-muhitga tashlash uchun mos degani emas. Tadqiqotda quyidagi parametrlar o‘lchanmagan:
- Moy va yog‘ konsentratsiyasi,
- Umumiy organik uglerod,
- Loyqalilik va muallaq qattiq modda,
- Tween 80 yoki boshqa sirt faol moddalar,
- Uchuvchan organik birikmalar,
- pH, elektr o‘tkazuvchanlik va sho‘rlik,
- Og‘ir metallar,
- Toksiklik va biologik parchalanish.
Shu sabab “chuqur tozalash” ifodasi faqat tadqiqotda o‘lchangan COD ushlab qolish unumdorligi doirasida baholanishi kerak.
Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan asosiy xulosalar
- Laboratoriya miqyosidagi HDH tizimi soya moyi bilan tayyorlangan model moyli suvlardan kondensatsiyalangan mahsulot suvi ola olgan.
- %1 moy va 80 °C sharoitida mahsulot suvi sarfi 12 L·soat−1, VSWP 50 L·m−3·soat−1 bo‘lgan.
- Ayni sharoitda mahsulot suvi COD qiymati 15 mg·L−1, hisoblangan COD ushlab qolish darajasi %99,8.
- Oziqlantirish haroratining oshishi suv unumdorligi va GOR qiymatini oshirgan, bildirilgan STEC qiymatini pasaytirgan.
- Moy konsentratsiyasining oshishi interfeys massa uzatish qarshiligini ko‘paytirib, suv ishlab chiqarishni kamaytirgan.
- Sirt faol modda emulsiyani barqarorlashtirgan, suv ishlab chiqarishni cheklangan darajada kamaytirgan va mahsulot suvining COD qiymatini oshirgan.
- %10 moy saqlovchi oziqlantirishda ham hisoblangan COD ushlab qolish darajasi %99,8 dan yuqori qolgan.
Tadqiqot nimani ko‘rsatmaydi?
- Haqiqiy neftni qayta ishlash zavodi, neft koni, metallga ishlov berish yoki dengizchilik oqova suvi sinovdan o‘tkazilmagan.
- Neft uglevodorodlari o‘rniga soya moyi ishlatilgan; uchuvchan va yarim uchuvchan neft komponentlarining mahsulotga o‘tishi baholanmagan.
- Bir soatdan ortiq uzluksiz ishlash, haftalik yoki oylik barqarorlik o‘rganilmagan.
- To‘ldirgichda moy yig‘ilishi, biologik ifloslanish, ko‘piklanish va tozalash ehtiyoji o‘lchanmagan.
- Nasoslar, ventilyator, sovitish konturi va elektr isitgichning haqiqiy jami energiya sarfi berilmagan.
- Chiqindi issiqlik yoki quyosh energiyasi bilan tajribaviy integratsiya qilinmagan.
- Konsentrlangan moyli suyuqlikni utilizatsiya yoki qayta olish usuli baholanmagan.
- Mahsulot suvi biror rasmiy tashlash yoki qayta foydalanish standartiga mosligi keng qamrovli tahlillar bilan ko‘rsatilmagan.
- Tizim membrana, sentrifuga, eritilgan havo flotatsiyasi yoki kimyoviy emulsiyani buzish bilan ayni oziqlantirishda taqqoslanmagan.
- Kapital xarajat, ekspluatatsiya xarajati, suv birligiga xarajat va hayotiy sikl tahlili bajarilmagan.
Matndagi muhim ochiqliklar va nomuvofiqliklar
| Mavzu | Manbada berilgan ma’lumot | Baholash |
|---|---|---|
| Emulsiya fazasi | Suv “dispers faza” deb ta’riflangan | Formulatsiya, mikrograf va muhokama moyning suv ichida tarqalganini ko‘rsatadi |
| STEC birligi | \(V_{\mathrm{pw}}\) L·soat−1, STEC kWh·m−3 | Formulada litr-kub metr konversiyasi ochiq ko‘rsatilmagan |
| 6-rasm izohi | Sof suv, moyli suv va sirt faol moddali suvni qamrab olgani yozilgan | Ko‘rinadigan GOR va STEC seriyalarida faqat sof suv va moyli suv mavjud |
| Sirt faol moddaning energiya ta’siri | Energiya foydalanish samaradorligini yomonlashtirgani xulosa qilingan | Alohida sonli GOR yoki STEC natijalari berilmagan |
| Suv sifati | Mahsulot suvining asosiy sifat talablariga javob bergani ilgari surilgan | Faqat COD o‘lchangan va hech qanday standart chegarasi ko‘rsatilmagan |
| Takrorlar | Har sharoit kamida uch marta takrorlangan | Standart og‘ish, xato chizig‘i va statistik test taqdim etilmagan |
| Issiqlik yo‘qotishi | Issiqlik yo‘qotishlari e’tiborsiz qoldirilgan | Laboratoriya qurilmasi izolyatsiyalangan bo‘lsa-da, haqiqiy yo‘qotish miqdori tajribaviy tekshirilmagan |
| Konsentratsiya farazi | Nazariy modelda konsentratsiya ta’siri e’tiborsiz qoldirilgani aytilgan | Tajribaviy ishning asosiy o‘zgaruvchilaridan biri moy konsentratsiyasi; farazning amal doirasi izohlanmagan |
Tadqiqot usuli va topilmalari
Manba kimyoviy moddalari va oziqlantirish tarkibi
| Komponent | Xususiyat yoki manba | Vazifa |
|---|---|---|
| Deionizatsiyalangan suv | Sof suv oziqlantirish | Uzluksiz suyuq faza va qayta olinadigan suv |
| Soya moyi | Oziq-ovqat sifati, Qingdao Tianshang Food Group | Model moy ifloslantiruvchisi |
| Tween 80 | Analitik tozalik | Barqaror emulsiya hosil qiluvchi sirt faol modda |
| Oziqlantirish hajmi | Har bir tarkib uchun 200 L | Aylanuvchi va uzluksiz tajriba uchun suyuqlik zaxirasi |
HDH qurilmasi
| Komponent | Xususiyat | Vazifa |
|---|---|---|
| Namlantirish kamerasi | Polipropilen, izolyatsiyalangan | Qizdirilgan oziqlantirish bilan havoning kontakti |
| Namni olish kamerasi | Polipropilen, taxminan 0,24 m3 samarali hajm | Nam havodagi suvni kondensatsiyalash |
| To‘ldirgich | 3,8 cm diametrli PP g‘ovak sharchalar | Gaz-suyuqlik kontakt maydonini oshirish |
| Aylantirish nasosi | GP-125, nominal 2100 L·soat−1 | Oziqlantirishni namlantirish minorasiga tashish |
| Rotor sarf o‘lchagich | LZB-25F, 1000 L·soat−1 diapazon | Suyuqlik sarfini nazorat qilish |
| Ventilyator | FD-250, nominal 2100 m3·soat−1 | Tashuvchi havoni aylantirish |
| Sovitish suvi | 1000 L·soat−1 | Suv bug‘ini kondensatsiyalash |
| Isitish | Elektr isitgich va harorat nazoratchisi | Oziqlantirishni 60–85 °C gacha keltirish |
O‘lchov vositalari
| O‘lchov | Qurilma | Ko‘rsatilgan aniqlik |
|---|---|---|
| Havo tezligi | HT-9829 anemometr | ±0,01 m·s−1 |
| Mahsulot suvi massasi | TSC-150 elektron tarozi | ±0,1 g |
| COD | MDS-30QUI to‘liq spektrli analizator | To‘lqin uzunligi aniqligi ±0,8 nm |
| Harorat | Termojuft va harorat nazorat tizimi | Sonli aniqlik ko‘rsatilmagan |
Asosiy tajriba sharoitlari
| Parametr | Qiymat yoki diapazon |
|---|---|
| Bosim | Atmosfera bosimi |
| Oziqlantirish harorati | 60, 65, 70, 75, 80 va 85 °C |
| Moy konsentratsiyasi | Massa bo‘yicha %0–10 |
| Moy/Tween 80 nisbati | 2:1 |
| Oziqlantirish sarfi | 1 m3·soat−1 |
| MFR | 4,8 |
| Sovitish suvi sarfi | 1000 L·soat−1 |
| Barqaror tajriba davomiyligi | 1 soat |
| Takror soni | Har sharoit uchun kamida 3 |
Asosiy unumdorlik ko‘rsatkichlari
| Ko‘rsatkich | Ma’nosi | Yaxshiroq yo‘nalish |
|---|---|---|
| VSWP | Namni olish hajmi boshiga mahsulot suvi | Yuqori |
| COD ushlab qolish darajasi | Organik tarkibning mahsulot suviga o‘tmay oziqlantirishda ushlab qolinishi | Yuqori |
| GOR | Mahsulot suvining yashirin issiqligining berilgan issiqlikka nisbati | Yuqori |
| STEC | Mahsulot suvi hajmi boshiga issiqlik energiyasi sarfi | Past |
| MFR | Oziqlantirish massaviy sarfining havo massaviy sarfiga nisbati | Tajriba bo‘yicha optimallashtiriladi |
Referens sharoitdagi natijalar
| Sharoit | Natija |
|---|---|
| Oziqlantirish | %99 suv + %1 soya moyi |
| Harorat | 80 °C |
| Mahsulot suvi | 12 L·soat−1 |
| VSWP | 50 L·m−3·soat−1 |
| Oziqlantirish chiqishi | Taxminan 988 L·soat−1 |
| Mahsulot suvi COD | 15 mg·L−1 |
| COD ushlab qolish darajasi | %99,8 |
| GOR | 0,47 |
| STEC | 1410 kWh·m−3 |
Moy konsentratsiyasining ta’siri
| Ko‘rsatkich | Past yoki nol moy | %10 moy |
|---|---|---|
| VSWP | 51,3 L·m−3·soat−1 | 33,3 L·m−3·soat−1 |
| Mahsulot suvi COD | %1 moyda 15 mg·L−1 | 110 mg·L−1 |
| COD ushlab qolish | %99,8 yoki yuqori | |
| GOR | Taxminan 0,49 | 0,29 |
| STEC | Taxminan 1345 kWh·m−3 | 2309 kWh·m−3 |
Haroratning ta’siri
| Ko‘rsatkich | 60 °C | 85 °C |
|---|---|---|
| VSWP | 25,4 L·m−3·soat−1 | 53,8 L·m−3·soat−1 |
| GOR | Taxminan 0,31 | Taxminan 0,49 |
| STEC | Taxminan 2180 kWh·m−3 | Taxminan 1350 kWh·m−3 |
| COD ushlab qolish | %99,7 dan yuqori | |
Sirt faol moddaning ta’siri
| Sharoit | %1 moy | %1 moy + %0,5 Tween 80 |
|---|---|---|
| Oziqlantirish harorati | 80 °C | |
| Suv unumdorligi | Referens | Taxminan %2,5 past |
| Mahsulot suvi COD | 15 mg·L−1 | 28 mg·L−1 |
| COD ushlab qolish | Taxminan %99,8 | Taxminan %99,7 |
Takrorlanuvchanlik va masshtabni oshirish talablari
Tajribalarning kamida uch marta takrorlanishi ijobiy usuliy xususiyatdir. Biroq o‘rtacha natijalar bilan birga standart og‘ishlar berilmagani sabab unumdorlik, COD, GOR va STEC o‘lchovlarining tarqalishi noma’lum. Qurilma turli kunlarda yoki alohida tayyorlangan emulsiya partiyalarida bir xil natija berishi ham alohida tahlil bilan ko‘rsatilmagan.
Sanoat miqyosiga oshirish uchun quyidagi ishlar zarur:
- Haqiqiy moyli oqova suvlarda uzoq muddatli uzluksiz tajribalar,
- To‘ldirgich ifloslanishi va tozalash protseduralari,
- Tuman tutgich va tomchi ajratgich dizayni,
- Issiqlik almashgich va issiqlik qayta tiklashni optimallashtirish,
- Chiqindi issiqlik va quyosh termal tizimi bilan integratsiya,
- Uchuvchan organik moddalarning mahsulot suviga ko‘chishi,
- Konsentrlangan moyli qoldiqni qayta olish yoki utilizatsiya qilish,
- Jami elektr va yoqilg‘i sarfi,
- Texnoiqtisodiy va hayotiy sikl baholashi.
Manba va usul eslatmasi
Tadqiqotning to‘liq asl nomi: Experimental Investigation of Reduction and Separation Treatment of Oily Wastewater via Humidification-Dehumidification System
Mualliflar va tartibi: Huiwen Chen, Jingcheng Cai, Fei Guo.
Teng hissa yoki teng birinchi mualliflik: Tadqiqotda teng hissa yoki teng birinchi mualliflik bayonoti mavjud emas.
Mas’ul muallif: Fei Guo. Yulduzcha bilan mas’ul muallif sifatida ko‘rsatilgan; elektron pochta manzili matnda yo‘q.
Muassasa: School of Energy and Power Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China.
DOI: 10.2139/ssrn.7197880. Ushbu DOI SSRN preprint yozuviga tegishli va peer-reviewed jurnal maqolasi DOI si emas.
Jurnal yoki konferensiya: Ko‘rib chiqilgan versiya uchun tasdiqlangan peer-reviewed jurnal yoki konferensiya nashri mavjud emas.
Nashr platformasi: SSRN.
Asl nashriyot: Tadqiqot uchun tasdiqlangan yakuniy jurnal nashriyoti yo‘q. SSRN preprint tarqatilgan platformadir.
Nashr yili: 2026.
Manba turi: Tajribaviy ekologik va energetika muhandisligi, termal ajratish, massa uzatish va moyli oqova suvni tozalash bo‘yicha tadqiqot preprinti.
Peer-review holati: Tadqiqot peer review’dan o‘tmagan. Har sahifada “This preprint research paper has not been peer reviewed” ogohlantirishi mavjud.
Rasmiy havolalar:SSRN rasmiy yozuv sahifasi va SSRN DOI havolasi.
Moliyalashtirish: Ko‘rib chiqilgan matnda moliyalashtirish ma’lumoti yo‘q.
Manfaatlar to‘qnashuvi: Ko‘rib chiqilgan matnda alohida manfaatlar to‘qnashuvi bayonoti yo‘q.
Muallif hissalari: Ko‘rib chiqilgan matnda CRediT yoki batafsil muallif hissasi bayonoti yo‘q.
Ma’lumotga kirish: Xom tajriba ma’lumotlari, takroriy o‘lchovlar, xato hisoblari va qurilma yozuvlari uchun ochiq ma’lumot ombori yoki kirish havolasi berilmagan.
Ushbu o‘zbekcha maqola yuklangan 17 sahifalik tadqiqotning moyli suv tayyorlash protokoli, laboratoriya qurilmasi, tizim fotosuratlari, emulsiya mikrografi, massa va energiya balanslari, unumdorlik formulalari, moy konsentratsiyasi, harorat va sirt faol modda tajribalari hamda 1–7-rasmlardagi sonli natijalarga asoslanib tayyorlangan. Tadqiqotda bo‘lmagan yangi tajriba natijasi yoki tashqi manbadan ilmiy unumdorlik topilmasi qo‘shilmagan. Tashqi tekshiruv faqat mualliflar, DOI, nashr platformasi va nashr holatining bibliografik identifikatsiyasi bilan cheklangan.
Tadqiqotning asosiy cheklovlari: peer review’dan o‘tmaganligi, haqiqiy sanoat oqova suvi o‘rniga soya moyi va Tween 80 ishlatilgani, tajribalar bir soatlik barqaror davr bilan cheklangani, xato chiziqlari va statistik tahlillar yo‘qligi, mahsulot suvi sifati faqat COD bilan baholangani, jami tizim energiya sarfi hisoblanmagani, STEC formulasida birlik konversiyasi ochiq emasligi va uzoq muddatli ifloslanish hamda masshtabni oshirish tajribalari bajarilmagani.
Natijalar laboratoriya sharoitida HDH jarayoni model moyli suvdan suv bug‘ini tanlab ajrata olishini va organik tarkibning katta qismini oziqlantirish tomonida ushlab qola olishini ko‘rsatadi. Topilmalar haqiqiy sanoat qurilmalarida tekshirilgan energiya samaradorligi, bevosita tashlash sifatidagi suv, tijoriy iqtisodiy ustunlik yoki barcha moyli oqova suv turlariga umumlashtiriladigan unumdorlik isboti emas.
Izoh qoldiring
E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan