Published May 15, 2020 | Version v1
Publication Open

Comparison of Single and Double-Network PVA Pervaporation Performance: Effect of Operating Temperature

Creators

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

Description

Thermal crosslinking sequential method applied for DN-PVAs generation efficiently. The swelling measurements investigated that the hydrophilicity of the membrane decreases because of the collaboration of the second thermal crosslinked PVA matrix. The dehydration performance of ethanol solution showed improved using the thermal crosslinked double network PVA membrane. The pervaporation dehydration of the water-ethanol mixture was investigated at different conditions. The separation selectivity showed a significant improvement, while the permeation flux declines due to the incorporation of the second PVA network under 95 % ethanol and at 40 °C. Increasing the feed temperature enhanced the permeability of the membrane, while decreasing the water content in the feed resulted in an increase in the selectivity. The overall results showed that, at high operating temperature and high ethanol concentration in the feed, the prepared membranes are highly selective towards the water with reasonable fluxes values. The influence of temperature permeation parameter and diffusion coefficient of the feed component is also discussed. The negative heat of sorption ( ∆Hs ) values calculated on the basis of the estimated Arrhenius activation energy values indicates that the sorption process is controlled by Langmuir's mode.

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

Translated Description (Arabic)

طريقة متسلسلة للربط التشابكي الحراري مطبقة لتوليد DN - PVAs بكفاءة. فحصت قياسات التورم أن ماء الغشاء ينخفض بسبب تعاون مصفوفة PVA الحرارية الثانية المرتبطة. أظهر أداء الجفاف لمحلول الإيثانول تحسنًا باستخدام غشاء PVA للشبكة المزدوجة المتشابكة الحرارية. تم فحص جفاف التبخر لخليط الماء والإيثانول في ظروف مختلفة. أظهرت انتقائية الفصل تحسنًا كبيرًا، بينما ينخفض تدفق التخلل بسبب دمج شبكة PVA الثانية تحت 95 ٪ من الإيثانول وعند 40 درجة مئوية. أدت زيادة درجة حرارة التغذية إلى تعزيز نفاذية الغشاء، بينما أدى تقليل محتوى الماء في التغذية إلى زيادة في الانتقائية. أظهرت النتائج الإجمالية أنه عند درجة حرارة التشغيل العالية وتركيز الإيثانول العالي في التغذية، تكون الأغشية المحضرة انتقائية للغاية تجاه الماء بقيم تدفق معقولة. كما تمت مناقشة تأثير متغير تغلغل درجة الحرارة ومعامل الانتشار لمكون التغذية. تشير الحرارة السالبة لقيم الامتصاص المحسوبة على أساس قيم طاقة تنشيط Arrhenius المقدرة إلى أن عملية الامتصاص يتم التحكم فيها بواسطة وضع Langmuir.

Translated Description (French)

Méthode séquentielle de réticulation thermique appliquée efficacement pour la génération de DN-PVA. Les mesures de gonflement ont étudié que l'hydrophilie de la membrane diminue en raison de la collaboration de la deuxième matrice de PVA réticulée thermiquement. Les performances de déshydratation de la solution d'éthanol se sont améliorées en utilisant la membrane PVA à double réseau réticulé thermiquement. La déshydratation par pervaporation du mélange eau-éthanol a été étudiée à différentes conditions. La sélectivité de séparation a montré une amélioration significative, tandis que le flux de perméation diminue en raison de l'incorporation du deuxième réseau PVA sous 95 % d'éthanol et à 40 °C. L'augmentation de la température d'alimentation a amélioré la perméabilité de la membrane, tandis que la diminution de la teneur en eau dans l'alimentation a entraîné une augmentation de la sélectivité. Les résultats globaux ont montré que, à haute température de fonctionnement et à forte concentration d'éthanol dans la charge, les membranes préparées sont très sélectives vis-à-vis de l'eau avec des valeurs de flux raisonnables. L'influence du paramètre de perméation de la température et du coefficient de diffusion du composant d'alimentation est également discutée. Les valeurs négatives de chaleur de sorption ( ∆Hs ) calculées sur la base des valeurs estimées de l'énergie d'activation d'Arrhenius indiquent que le processus de sorption est contrôlé par le mode de Langmuir.

Translated Description (Spanish)

Método secuencial de reticulación térmica aplicado para la generación de DN-PVA de manera eficiente. Las mediciones de hinchamiento investigaron que la hidrofilicidad de la membrana disminuye debido a la colaboración de la segunda matriz de PVA reticulada térmicamente. El rendimiento de deshidratación de la solución de etanol mostró una mejora utilizando la membrana de PVA de doble red reticulada térmica. Se investigó la deshidratación por pervaporación de la mezcla agua-etanol en diferentes condiciones. La selectividad de separación mostró una mejora significativa, mientras que el flujo de permeación disminuye debido a la incorporación de la segunda red de PVA en etanol al 95 % y a 40 °C. El aumento de la temperatura de alimentación mejoró la permeabilidad de la membrana, mientras que la disminución del contenido de agua en la alimentación dio como resultado un aumento en la selectividad. Los resultados generales mostraron que, a alta temperatura de funcionamiento y alta concentración de etanol en la alimentación, las membranas preparadas son altamente selectivas hacia el agua con valores de flujo razonables. También se analiza la influencia del parámetro de permeación de temperatura y el coeficiente de difusión del componente de alimentación. Los valores negativos de calor de sorción ( ∆Hs ) calculados sobre la base de los valores estimados de energía de activación de Arrhenius indican que el proceso de sorción está controlado por el modo de Langmuir.

Files

8762.pdf

Files (685.4 kB)

⚠️ 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
md5:274dab8e31cdcc943870a77fe8609f06
685.4 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مقارنة أداء تبخر PVA للشبكة المفردة والمزدوجة: تأثير درجة حرارة التشغيل
Translated title (French)
Comparaison des performances de pervaporation du PVA simple et double réseau : effet de la température de fonctionnement
Translated title (Spanish)
Comparación del rendimiento de la pervaporación de PVA de red simple y doble: efecto de la temperatura de operación

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3027850938
DOI
10.3311/ppch.15214

Is supplement to
https://openalex.org/W2473931741 (Other)
https://openalex.org/W2335372012 (Other)
https://openalex.org/W2171718683 (Other)
https://openalex.org/W2163255868 (Other)
https://openalex.org/W2155872747 (Other)
https://openalex.org/W2083324257 (Other)
https://openalex.org/W2079524641 (Other)
https://openalex.org/W1982997385 (Other)
https://openalex.org/W1979979195 (Other)
https://openalex.org/W1881548013 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1969394827
  • https://openalex.org/W1975582405
  • https://openalex.org/W2035422587
  • https://openalex.org/W2042059386
  • https://openalex.org/W2076434023
  • https://openalex.org/W2078408621
  • https://openalex.org/W2093741195
  • https://openalex.org/W2299463914
  • https://openalex.org/W2329732878
  • https://openalex.org/W2581382247
  • https://openalex.org/W2744901872