Published April 20, 2020 | Version v1
Publication Open

Modelling of Hybrid Method for VOC Removal from Process Wastewater: Distillation and Hydrophilic Pervaporation

Creators

  • 1. Budapest University of Technology and Economics
  • 2. National Research Centre
  • 3. University of Miskolc

Description

The study is motivated by the industrial problem from pharmaceutical industry, which is ethanol and methanol removal from process wastewater. To complete this goal hybrid method is investigated and optimized. Two distillation columns are sufficient for separation of alcohol-water mixture. Suitable water can be purified as bottom product of first column. Ethanol and methanol purification is achieved with combination of second distillation column and pervaporation. The target of this research is to rigorously model and optimize the separation of water-ethanol-methanol ternary mixture in professional flowsheet simulator environment. The minimal sufficient membrane transfers area and number of minimal theoretical stages of the columns are determined. Cost estimation is also investigated according to Douglas methodology. Considering the simulation and economic results it can be determined that, the hybrid configuration is suitable for separation of ternary mixture in 99.5 weight percent purity.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الدافع وراء الدراسة هو المشكلة الصناعية من صناعة المستحضرات الصيدلانية، وهي إزالة الإيثانول والميثانول من مياه الصرف الصحي. لإكمال هذه الطريقة الهجينة الهدف يتم التحقيق فيها وتحسينها. يكفي عمودان للتقطير لفصل خليط الكحول والماء. يمكن تنقية المياه المناسبة كمنتج سفلي للعمود الأول. يتم تحقيق تنقية الإيثانول والميثانول مع مزيج من عمود التقطير الثاني والتبخر. الهدف من هذا البحث هو النمذجة الصارمة وتحسين فصل الخليط الثلاثي بين الماء والإيثانول والميثانول في بيئة محاكاة ورقة التدفق الاحترافية. يتم تحديد الحد الأدنى من مساحة نقل الغشاء الكافية وعدد المراحل النظرية الدنيا للأعمدة. كما يتم التحقيق في تقدير التكلفة وفقًا لمنهجية دوغلاس. بالنظر إلى المحاكاة والنتائج الاقتصادية، يمكن تحديد أن التكوين الهجين مناسب لفصل الخليط الثلاثي بنقاء بنسبة 99.5 في المائة بالوزن.

Translated Description (French)

L'étude est motivée par le problème industriel de l'industrie pharmaceutique, qui est l'élimination de l'éthanol et du méthanol des eaux usées de procédé. Pour atteindre cet objectif, la méthode hybride est étudiée et optimisée. Deux colonnes de distillation sont suffisantes pour la séparation du mélange alcool-eau. L'eau appropriée peut être purifiée en tant que produit de fond de la première colonne. La purification de l'éthanol et du méthanol est réalisée avec la combinaison de la deuxième colonne de distillation et de la pervaporation. L'objectif de cette recherche est de modéliser et d'optimiser rigoureusement la séparation du mélange ternaire eau-éthanol-méthanol dans un environnement de simulateur de feuille de calcul professionnel. La surface de transfert membranaire suffisante minimale et le nombre d'étages théoriques minimaux des colonnes sont déterminés. L'estimation des coûts est également étudiée selon la méthodologie Douglas. Compte tenu de la simulation et des résultats économiques, il peut être déterminé que la configuration hybride convient à la séparation du mélange ternaire avec une pureté de 99,5 % en poids.

Translated Description (Spanish)

El estudio está motivado por el problema industrial de la industria farmacéutica, que es la eliminación de etanol y metanol de las aguas residuales del proceso. Para completar este objetivo, se investiga y optimiza el método híbrido. Dos columnas de destilación son suficientes para la separación de la mezcla de alcohol-agua. El agua adecuada se puede purificar como producto de fondo de la primera columna. La purificación de etanol y metanol se logra con la combinación de la segunda columna de destilación y la pervaporación. El objetivo de esta investigación es modelar y optimizar rigurosamente la separación de la mezcla ternaria de agua-etanol-metanol en un entorno de simulador de diagrama de flujo profesional. Se determina el área de transferencia de membrana mínima suficiente y el número de etapas teóricas mínimas de las columnas. La estimación de costos también se investiga de acuerdo con la metodología Douglas. Teniendo en cuenta la simulación y los resultados económicos, se puede determinar que la configuración híbrida es adecuada para la separación de la mezcla ternaria con una pureza del 99,5 por ciento en peso.

Files

8741.pdf

Files (1.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b2258749735d8dbbab4b617300102039
1.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نمذجة الطريقة الهجينة لإزالة المركبات العضوية المتطايرة من معالجة مياه الصرف الصحي: التقطير والتبخير المائي
Translated title (French)
Modélisation de la méthode hybride d'élimination des COV des eaux usées de procédé : distillation et pervaporation hydrophile
Translated title (Spanish)
Modelización del método híbrido para la eliminación de COV de las aguas residuales del proceso: destilación y pervaporación hidrófila

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3019961420
DOI
10.3311/ppch.15190

Is supplement to
https://openalex.org/W4390590202 (Other)
https://openalex.org/W4288828881 (Other)
https://openalex.org/W3020855429 (Other)
https://openalex.org/W2371157689 (Other)
https://openalex.org/W2145090615 (Other)
https://openalex.org/W2122387348 (Other)
https://openalex.org/W2074087148 (Other)
https://openalex.org/W2044746418 (Other)
https://openalex.org/W2029480594 (Other)
https://openalex.org/W1514025010 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt