Математична модель масообмінних процесів первапораційного очищення води

Inessa Burtna, Ludmila Ruzhinska, Lesia Rudenko

Анотація


З розвитком сучасного суспільства зростає інтерес до енергоощадних та  безвідходних технологій. Одними з таких є мембранні процеси,  а саме первапорація, яка дозволяє розділяти суміші на окремі «чисті» компоненти.  В даній статті представлено аналіз особливостей масообмінних процесів при первапораційному розділенні рідких органічних сумішей. Запропонована математична модель процесу, та сформульовані початкові і граничні умови. Показано,що вирішення даної математичної моделі  дозволяє знайти  такий технологічний режим, при якому максимально реалізуються можливості мембрани, а енергетичні затрати на процес є мінімальними.


Ключові слова


первапорація, мембранні процеси, «чистий» компонент, математична модель, розділення сумішей, водно-органічна суміш.

Повний текст:

PDF

Посилання


Shapochka, M. K. Osnovi ekologії і ekonomіki prirodokoristuvannja. Navchal'no-metodichnі materіali Sums'kogo derzhavnogo Unіversitetu. [Fundamentals of Ecology and Environmental Economics. Educational materials Sumy State University] [Web]: http://sumdu.telesweet.net/doc/lections/Osnovyi-ekologii-i-ekonomiki-prirodopolzovaniya/8332/index.html

Shnajdman, L. O. Proizvodstvo vitaminov [Production vitamins]. – Moskov: Pishhevaja promyshlennost', 1973, 439 p.

Jakovlev, S. V., Karjuhin, T. A., Rybakov, S. A. Ochistka stochnyh vod predprijatij farmacevticheskoj promyshlennosti [Clean water stochnыh industry enterprises farmatsevtycheskoy] – Moskov: Strojizdat, 1984, 250 p.

Zapol's'kij, A. K. Vodopostachannja, vodovіdvedennja ta jakіst' vodi: Pіdruchnik [Water supply, sanitation and quality of water] – Kyiv: Vishha shk., 2005, 671 p.

Lipnizki, F., Hausmanns, S., Laufenberg, G., Field, R., Kunz, B. Use of Pervaporation-Bioreactor Hybrid Processes in Biotechnology, Chemical Engineering & Technology., 2000, 23 (7), 569-577, doi:10.1002/1521-4125(200007)23:7<569::AID-CEAT569>3.0.CO;2-1

Marion, K. Buckley-Smith The Use of Solubility Parameters to select membrane materials for pervaporation of organic mixtures. The University of WAIKATO, Hamilton, NewZealand, 2006, 18-56.

Oliveira, T. A. C., Scarpello, J. T., Livingston, A. G. Pervaporation-biological oxidation hybrid process for removal of volatile organic compounds from wastewaters. Journal of Membrane Science, 2002, 195, 75-88. doi:10.1016/S0376-7388(01)00555-5

Sumesh, P. T., Bhattacharya, P. K. Analysis jp phase change during pervaporation with single component permeation. ScienceDirect. Colloids and Surfaces: Physicochem. Eng. Aspects, 2006, 290, 263-272.

Alvarez, Mario E. T., Moraes, Elenise B., Maciel, Maria R. W. Prediction and estimation techniques for modeling pervaporation process. 16th European Symposium on computer Aided Process Engineering and 9th International Symposium on Process System Engineering. Published by Elsevier B. V., 2006, 619-624, doi:10.1016/S1570-7946(06)80114-8.

Moraes, E. B.; Alvarez, M. E. T, Perioto, F. R., Wolf-Maciel, M. R. Modeling and Simulation for Pervaporation Process: An Alternative for removing Phenol from Wastewater. Separation Process Development Laboratory.School of Chemical Engineering.University of Campinas, Brasil.

Burtnaja I. A., Litvinenko D. V. Matematicheskaja model' processa pervaporacii dlja binarnyh smesej [Mathematical model of pervaporation process for binary mixtures], Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2011, 2(4 (50)), 8-11.

Shishackij, Ju. I., Pljuha, S. Ju. Opredelenie kojefficienta diffuzii jekstraktivnyh veshhestv v syr'e rastitel'nogo proishozhdenija pri jekstragirovanii dioksidam ugleroda [Determining the diffusion coefficient of extractives in the raw materials of vegetable origin in the extraction of carbon dioxide]. Universitet im. V.I. Vernadskogo, 2011, 4(35), 95-101.

Burtnaya Y., Ruzhyns'ka L., Murashko M., Rudenko L., Matematychna model' protsesu sorbtsiyi polimernymy membrannymy elementamy ridkykh orhanichnykh rechovyn [Mathematical model of sorption polymer membrane elements Liquid substances]. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2014, 6(6(72)), 19-23, doi:10.15587/1729-4061.2014.32027

Shlihting, G. Teorija pogranichnogo sloja [The theory of the boundary layer]. – Izd-vo «Nauka», Moskva, 1974,

p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Шапочка, М. К. Основи екології і економіки природокористування. Навчально-методичні матеріали Сумського державного Університету.  [Електронний ресурс] / М. К. Шапочка. – Режим доступу: http://sumdu.telesweet.net/doc/lections/Osnovyi-ekologii-i-ekonomiki-prirodopolzovaniya/8332/index.html
  2. Шнайдман, Л. О. Производство витаминов / Л.О. Шнайдман. – М.: Пищевая промышленность. – 1973. – 439 с.
  3. Яковлев, С. В. Очистка сточных вод предприятий фармацевтической промышленности / С. В. Яковлев, Т. А. Карюхин, С. А. Рыбаков. – М.: Стройиздат. – 1984. – 250 с.
  4. Запольський, А. К. Водопостачання, водовідведення та якість води: Підручник /  А. К. Запольський. – К.: Вища школа. – 2005. – 671 с.
  5. Lipnizki, F. Use of Pervaporation-Bioreactor Hybrid Processes in Biotechnology / F. Lipnizki, S. Hausmanns, G. Laufenberg, R. Field, B.Kunz // Chem. Eng. Tech. – 2000. – V.23 №7. – P. 569-577. – doi:10.1002/1521-4125(200007)23:7<569::AID-CEAT569>3.0.CO;2-1
  6. Marion, K. Buckley-Smith The Use of Solubility Parameters to select membrane materials for Pervaporation of organic mixtures / K. Marion Buckley-Smith. – The University of WAIKATO, Hamilton, NewZealand. – 2006. – P. 18-56.
  7. Oliveira, T. A. C. Pervaporation-biological oxidation hybrid process for removal of volatile organic compounds from wastewaters / T. A. C. Oliveira, J. T. Scarpello, A. G. Livingston // J. Membr. Sci. – 2002. – V.195. – P. 75-88. – doi:10.1016/S0376-7388(01)00555-5.
  8. Sumesh, P. T. Analysis jp phase change during pervaporation with single component permeation / P. T. Sumesh, P. K. Bhattacharya // Science Direct. Colloids and Surfaces: Physicochem. Eng. Aspects. – 2006. – 290. – P. 263-272.
  9. Alvarez, Mario E. T. Prediction and estimation techniques for modeling pervaporation process / Mario E. T. Alvarez, Elenise B. Moraes, Maria R. W. Maciel // 16th European Symposium on computer Aided Process Engineering and 9th International Symposium on Process System Engineering. Published by Elsevier B. V. – 2006. – P. 619-624. – doi:10.1016/S1570-7946(06)80114-8.
  10. Moraes, E. B. Modeling and Simulation for Pervaporation Process: An Alternative for removing Phenol from Wastewater / E. B. Moraes, M. E. T. Alvarez, F. R. Perioto, M. R. Wolf-Maciel // Separation Process Development Laboratory.School of Chemical Engineering. University of Campinas, Brasil.
  11. Буртная, И. А. Математическая модель процесса первапорации для бинарных смесей / И. А. Буртная, Д. В. Литвиненко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2011. – Т.2, №4 (50). – C. 8-11
  12. Шишацкий, Ю. И. Определение коэффициента диффузии экстрактивных веществ в сырье растительного происхождения при экстрагировании диоксидам углерода / Ю. И. Шишацкий, С. Ю. Плюха // Университет им. В.И. Вернадского. – 2011. – Т.4, №35. – C. 95-101.
  13. Буртная, І. Математична модель процесу сорбції полімерними мембранними елементами рідких органічних речовин / І. Буртная, Л. Ружинська, М. Мурашко, Л. Руденко // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2014. – T. 6, № 6(72). – С. 19-23. – doi:10.15587/1729-4061.2014.32027.
  14. Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя / Г. Шлихтинг. – Изд-во «Наука», Москва, – 1974. – 708 с.




DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2016.12.01

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.