Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Investigation of separation of hydrogen peroxide from solutions using membranes

Maria Dorota Grabowska

Abstract

This engineering degree thesis is devoted to the research on separation of hydrogen peroxide from a concentrated mixture of ethanol with the use of zeolite membranes. Currently, membrane technologies are one of the fastest developing fields of chemical engineering, finding application in numerous branches of industry. By means of a high amount of conducted research and investment the already existing processes are being perfected and new methods of separation with the use of membranes are being developed. The subject of this thesis is the evaluation of the possibility of utilizing the yet unexplored process of pervaporation in the separation of a three-component mixture of water, ethanol and hydrogen peroxide. The theoretical part of the thesis describes basic information on membrane technologies with special emphasis on the process of pervaporation and its qualitative and quantitative description. The author also characterizes microporous ceramic (zeolite) membranes in regard to their structure, properties and practical application. The most important qualities of hydrogen peroxide and its method of production on industrial and laboratory scales are also discussed. The experimental part of the thesis presents the diagram of pervaporation process apparatus. Two methods of permeate determination: refractometric and cerometric are discussed here as well. The first part of the research studies the separation performance of membranes during dehydration of ethyl alcohol. The results were compared to the data available in the literature. The second part of the research focuses on the reaction of decomposition of hydrogen peroxide with the use of solid catalysts to develop a new method of three-component mixture determination. Attempts to separate hydrogen peroxide were made. Selectivity and efficiency of the applied zeolite membranes were compared. Based on the experiments the author verified the hypothesis on the current possibilities of separating substances in the tested system and suggested further laboratory and theoretical work that could explain the causes of the unsatisfactory results of the experiment in order to enhance the effectiveness of the process.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Maria Dorota Grabowska (FCPE) Maria Dorota Grabowska,, Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Title in Polish
Badania wydzielania nadtlenku wodoru z roztworów przy użyciu membran
Supervisor
Paweł Sobieszuk (FCPE/DBBE) Paweł Sobieszuk,, Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Certifying unit
Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Affiliation unit
Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)
Study subject / specialization
, Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
08-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
40
Internal identifier
DICHP-2474
Reviewers
Paweł Sobieszuk (FCPE/DBBE) Paweł Sobieszuk,, Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE) Anna Izabella Jackiewicz (FCPE/CIPE) Anna Izabella Jackiewicz,, Chair of Integrated Process Engineering (FCPE/CIPE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Keywords in Polish
membrana zeolitowa, perwaporacja, nadtlenek wodoru, wydzielanie
Keywords in English
zeolite membrane, pervaporation, hydrogen peroxide, separation
Abstract in Polish
Niniejsza praca inżynierska poświęcona jest badaniom wydzielania nadtlenku wodoru ze stężonego roztworu etanolu przy użyciu membran zeolitowych. Techniki membranowe są obecnie jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin inżynierii chemicznej, która znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Dzięki ogromnej liczbie prowadzonych badań i dużym nakładom finansowym udoskonala się istniejące już procesy lub opracowuje nowe metody separacji z wykorzystaniem membran. Przedmiotem tej pracy jest ocena możliwości wykorzystania niepoznanego jeszcze dokładnie procesu perwaporacji do rozdzielenia trójskładnikowej mieszaniny wody, etanolu i nadtlenku wodoru. W części teoretycznej przedstawiono podstawowe informacje dotyczące technik membranowych ze szczególnym uwzględnieniem procesu perwaporacji oraz jakościowego i ilościowego jego opisu. Dokonano również charakterystyki mikroporowatych membran ceramicznych (zeolitowych) pod względem budowy, właściwości i zastosowania w praktyce. W dalszej części omówiono najważniejsze cechy nadtlenku wodoru i metody jego otrzymywania w skali przemysłowej i laboratoryjnej. W części doświadczalnej zaprezentowano schemat aparatury do procesu perwaporacji. Opisano dwie metody oznaczania permeatu: refraktometryczną i cerometryczną. W pierwszej części badań sprawdzono zdolności rozdzielania membran podczas dehydratacji alkoholu etylowego. Wyniki porównano z dostępnymi danymi literaturowymi. W drugiej części zbadano reakcję rozkładu nadtlenku wodoru z użyciem katalizatorów stałych w celu opracowania nowej metody oznaczania mieszaniny trójskładnikowej. Przeprowadzono próby wydzielenia nadtlenku wodoru. Porównano selektywność i wydajność stosowanych membran zeolitowych. Na podstawie doświadczeń zweryfikowano hipotezę dotyczącą obecnej możliwości rozdzielenia substancji w badanym układzie. Ponadto zaproponowano kierunki dalszych prac laboratoryjnych i teoretycznych, które wyjaśnią przyczyny niezadowalających wyników doświadczenia w celu poprawy efektywności procesu.
File
  • File: 1
    Maria Grabowska- praca dyplomowa inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8941
Additional fields
Opiekun: Manfred Kraut, Katja Haas-Santo

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTcebfdcecce7649f190c2bba7a471eb4d/
URN
urn:pw-repo:WUTcebfdcecce7649f190c2bba7a471eb4d

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page