Frakcionált kristályosítás modellezése

Hummel Kristóf MSc I. évf.

Témavezető: Dr. Láng Péter Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

Konzulens: Dr. Hégely László Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

Dolgozatom témája a kristályosítás, ami a vegyipar igen széles körben és szinte legrégebb óta alkalmazott eljárása. Elég a gyógyszeriparra, szennyvízfeldolgozásra vagy néhány élelmiszeripari termék előállítására gondolni. Egyes ipari területeken népszerűsége és alkalmazhatósága napjainkban tovább terjed. A magas sótartalmú ipari szennyvizek kezelése területén komoly igény mutatkozik korszerű és a környezetvédelmi normákhoz igazodó eljárások kifejlesztésére. Többek között ezen aktualitás adta a motivációt a dolgozat elkészítéséhez.

Dolgozatomban először ismertetem a legfontosabb alapfogalmakat (oldhatóság, fázisdiagram, fázisegyensúly stb.). Ezután bemutatom a frakcionált kristályosítás műveletét, aminek tervezésével a dolgozat további részében foglalkozom.

A frakcionált kristályosítás modellezésére mind az ismert folyamat szimulátorok, mind a hagyományos egyenletmegoldó szoftverek alkalmatlanok. Ezért szükséges volt egy kiterjedt adatbázissal rendelkező programot keresnem (EQ3/6), mely alkalmas az oldat egyensúlyi összetételének meghatározására, és így segítséget nyújt a kristályosítási művelet tervezéséhez. A választott szoftverben lehetőség van beállítani a számításokhoz használt termodinamikai modellt, valamint szükség szerint változtatni azt. A számítások megkezdése előtt szükség volt a bonyolult program megismerésére és használatának elsajátítására. Ezenkívül a vizsgált elegyre további egyensúlyi adatokkal kellett kibővíteni a program adatbázisát a pontosabb eredmények elérése érdekében. A program teszteléséhez irodalmi adatokat, és laboratóriumi mérési eredményeket használtam.

Munkám során egy nátrium-klorid és nátrium-szulfát sókat tartalmazó ipari szennyvíz frakcionált kristályosítással történő tisztítását modelleztem. A számítási eredmények alapján technológiai javaslatot készítettem. A számítógépi program használatához részletes leírást készítettem. Munkám a kristályosítás műveletének oktatásának fejlesztéséhez is felhasználható.

Irodalom:

1. Cséfalvay Edit, Deák András: Vegyipari művelettan II. BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék, Budapest, 2012. 430-475.

2. Philippe Marliacy, Nathalie Hubert, Louis Schuffenecker, Roland Solimando: Use of Pitzer’s model to calculate thermodynamic properties of aqueous electrolyte solutions of Na2SO4 + NaCl between 273.15 and 373.15 K. Fluid Phase Equilibria 148, 1998., 95–106.

3. Wolery, T.J., 2002, EQ3/6 - Software for Geochemical Modeling, Version 8.0, UCRL-CODE-2003-009, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California.

4. Yongliang Xiong: Thermodynamic Model for the Na-B(OH)3-CI-S04 system, Revision 1, Superseding ERMS 558111. Sandia National Laboratories, 2012

szerző

Hummel Kristóf
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

Dr. Láng Péter
Egyetemi tanár, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék
Dr. Hégely László
egyetemi docens, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

helyezés

III. helyezett