1. Modificiranje zeolitov za izboljšanje selektivnosti pri separaciji plinov : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMitja Čuš, 2019, undergraduate thesis Abstract: Diplomsko delo je potekalo v sodelovanju s podjetjem Silkem d.o.o v njihovem raziskovalnem laboratoriju. Delo zajema modificiranje zeolitov z namenom, da izboljšamo separacijo plinov, natančneje kisika in dušika iz atmosferskega zraka. Namen diplomskega dela je ugotoviti in laboratorijsko preveriti kateri zeoliti so primerni za molekularna sita za namene adsorpcije pod povišanim tlakom in pod podtlakom. Zeolit Na13X smo modificirali z ionsko izmenjavo s CaCl2 in s tem dobili zeolit Ca13X. Molekularna sita so temeljnega pomena pri separaciji zraka s procesom adsorpcije pod povišanim tlakom (PSA-pressure swing adsorption) in adsropcije pod podtlakom (VPSA-vacuum pressure swing adsorption). PSA in VPSA sta procesa pridobivanja oziroma bogatenja kisika, ki sta energetsko manj potratna kot pridobivanje kisika z uveljavljenimi metodami kot je to utekočinjanje zraka (ohlajevanje zraka), med seboj pa se razlikujeta po obratovalnem tlaku. Zeolitna molekularna sita se uporabljajo za proizvodnjo medicinskega kisika v kisikovih generatorjih.
Raziskovali smo kako vplivajo struktura zeolita, obratovalni tlak, višina kolone in zadrževalni čas na učinkovitost adsorpcije. Velja, da je separacija zraka učinkovitejša z večjo aktivno površino zeolita, separacijski učinek pa višji z višjim obratovalnim tlakom. Višja kot je kolona, daljši je zadrževalni čas, z večanje višine pa je tudi večja količina polnila, kar pomeni večjo aktivno površino in s tem boljšo adsorpcijo.
Modifikacija zeolita Na13X je potekala tako, da smo omenjen zeolit dodali v raztopino CaCl2 in šaržo intenzivno mešali 48 ur. Šaržo smo nato prefiltrirali in posušili. Ca13X smo granulirali v laboratoriju z Eirichovim granulatorju. Zeolitu Ca13X smo dodali deionizirano vodo in vezivo atapulgit ter granulirali do velikosti, primerne za nasutje. Pred uporabo zeolita smo granule kalcinirali pri 500 °C, saj s kalcininacijo dosežemo aktivacijo zeolita in izparevanje vlage ter drugih adsorbiranih snovi. Z aktiviranimi zeoliti smo napolnili kolono in merili koncentracijo kisika na izhodu s kisikovim merilcem. Ugotovili smo, da je ionsko izmenjan kalcijev zeolit Ca13X bolj primeren za molekularno sito pri separaciji plinov iz zraka. Visoke koncentracije kisika doseže tudi zeolit 5A, vendar je za procesa PSA in VPSA bolj primeren kalcijev zeolit Ca13X.
Keywords: ionska izmenjava, zeolit 13X, kalcijev zeolit 13X, adsorpcija, Pressure swing adsorption, Vacuum pressure swing adsorption, separacija zraka.
Published in DKUM: 10.10.2019; Views: 1633; Downloads: 181
 Full text (1,24 MB) |
2. Možnost ponovne uporabe regeneracijske odpadne vode pri ionskem izmenjevalcu za mehčanje vode v Pivovarni LaškoNina Nemec, 2016, master's thesis Abstract: Pivovarska industrija je en izmed velikih porabnikov vode, ki hkrati proizvaja tudi velike količine industrijske odpadne vode, ki obremenjujejo ekosistem. Teh težav se zavedajo tudi v podjetju Pivovarna Laško, ki kot IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control – celovito preprečevanje in nadzor onesnaževanja) zavezanec nenehno optimizira uporabo vode v proizvodnem procesu, hkrati pa skrbi za ustrezno ravnanje z odpadnimi vodami. V magistrskem delu smo raziskali možnost ponovne uporabe regeneracijske odpadne vode, ki nastaja pri mehčanju s pomočjo ionskih izmenjevalcev, v sistemu hladilnih stolpov, kar bi v prihodnosti lahko doprineslo k zmanjšanju porabe čiste vode in posledično k zmanjšanju obremenitve naravnih vodotokov. Z laboratorijskimi analizami smo določili kemijske lastnosti regeneracijske odpadne vode, kjer smo za posamezno fazo regeneracije, ki vključuje povratno pranje, kislino prenos, kislino razmestitev in izpiranje, kot tudi za skupno vzorčenje vseh faz regeneracije izmerili vrednost pH, električno prevodnost, vsebnost sulfatov, kemijsko potrebo po kisiku, motnost, m-alkaliniteto ter karbonatno in celotno trdoto. Pridobljene podatke smo nato primerjali z mejnimi vrednostmi, ki določajo kakovost vstopne vode na hladilne stolpe, ki so še dovoljene, da le-ti normalno delujejo. Ugotovili smo, da imamo opravka z zelo onesnaženimi odpadnimi vodami, kjer je za neposredno ponovno uporabo brez dodatnih metod obdelovanja primerna le prva faza regeneracije (povratno pranje), s katero bi letno pokrili le 2,6 % potreb po vodi za hladilne stolpe. Preostale faze regeneracije, kot tudi skupno zbrane faze, pa bi potrebovale dodatno čiščenje. Na voljo so številne metode čiščenja takšnih odpadnih vod, ki vključujejo nove vrste tehnologije, kemikalij, opreme in analiznih metod, poleg tega pa proizvedejo nov odpadek, ki ga je prav tako treba skrbno obdelati. Smiselno bi bilo razmisliti o načinu optimizacije celotnega procesa ionske izmenjave z uporabo dvostopenjske grobo polirne regeneracije kot tudi o ponovni uporabi regeneracijske odpadne vode v kakšne druge namene, kjer ni zahtevana visoka kakovost vstopne vode.
Keywords: Ionska izmenjava, regeneracija, regeneracijska odpadna voda, ponovna uporaba, hladilni stolpi.
Published in DKUM: 14.10.2016; Views: 2117; Downloads: 288
Full text (1,85 MB) |
3. Optimiranje postopkov kemijske priprave vode in kondicioniranje tehnološke vode v Termoelektrarni TrbovljeOtmar Bevk, 2016, undergraduate thesis Abstract: Termolektarna Trbovlje za potrebe kemijske priprave tehnološke vode uporablja vodo iz reke Save, ki za razliko od podtalnice ni konstantne sestave. Tehnološka voda v procesu voda - para mora ustrezati strogim kakovostnim kriterijem po veljavni tehnični zakonodaji v Republiki Sloveniji. Kemijska priprava voda sestoji iz postrojenj za dekarbonatizacijo, ki ga tvorita kemijski reaktor in peščeni filter, demineralizacije, ki ga sestavljajo ionski izmenjevalci (adsorbcijski, kationski, anionski in mešani) ter oddelka za kondicioniranje tehnološke vode. Velika poraba kemikalij (solna kislina, natrijev hidroksid in hidrazin) pri pripravi in kondicioniranju vode in njeno optimiranje je ključnega pomena za racionalizacijo stroškov obratovanja kemijske priprave vode.
Diplomsko delo prikazuje študijo zmanjševanja porabe kemikalij pri regeneracijah ionskih izmenjevalcev ter posledično nevtralizaciji odpadnih voda pred izpustom ter kvalitetno kondicioniranje tehnološke vode z manjšim pribitkom kemikalij. Cilj zmanjševanja porabe kemikalij pa ne sme ogrožati kakovostnih parametrov tehnološke vode ali nastanka korozivnih procesov na kotlu, turbini in pomožnih napravah.
Rezultati študije kažejo, da se je poraba kemikalij za regeneracijo ionskih izmenjevalcev zmanjšala za dobro tretjino, kar pa ni imelo vpliva na obratovalne cikluse ionskih izmenjevalcev. Prav tako se ob zmanjšanem doziranju konzervacijskih in kondicijskih sredstev hidrazina in amoniaka ni ugotovila poslabšana kakovost tehnološke vode v sistemu voda - para. Zaradi zmanjšane porabe kemikalij so dokazani tudi finančni prihranki, kateri pa ne vplivajo na tehnično stanje naprav.
Keywords: Tehnološka voda, kakovost, ionska izmenjava, kondicioniranje, regeneracija
Published in DKUM: 15.07.2016; Views: 1983; Downloads: 255
Full text (3,38 MB) |
4. Študija adsorpcije amonijevih ionov na zeoliteVeronika Furlan, 2015, undergraduate thesis Abstract: Diplomsko delo prikazuje študijo adsorpcije amonijevih ionov iz modelnih raztopin in vzorcev pitne vode iz Mariborskega vodovoda na tri različne adsorbente: zeolit klinoptilolit z granulami velikosti od 1 mm do 2 mm, zeolit klinoptilolit velikosti granul od 2 mm do 4 mm iz regije Krapina na Hrvaškem in zeleni pesek. Da bi ugotovili učinkovitost preučevanih adsorbentov, smo spreminjali njihovo maso od 0,25 g do 1 g, vpliv motečih ionov v vzorcih pitne vode na adsorpcijo amonijevih ionov pa preverjali s spreminjanjem začetne koncentracije amonijevih ionov pri 25 °C. Optimalna vrednost pH za adsorpcijo amonijevih ionov na preučevane adsorbente je 8, kar smo dosegli brez dodatka kisline ali baze. Preučili smo tudi zmožnost regeneracije najučinkovitejšega adsorbenta.
Ugotovili smo, da se adsorpcija amonijevih ionov na zeolit klinoptilolit z večanjem velikosti granul znižuje. Rezultati eksperimentalnega dela kažejo, da ima prisotnost drugih ionov v vzorcih pitne vode največji vpliv na učinkovitost ionske izmenjave pri zelenem pesku, v manjši meri pa vpliva na adsorpcijo amonijevih ionov na naravni zeolit klinoptilolit. Iz rezultatov je razvidno, da ima z NaCl regenerirani zeolit klinoptilolit (1 mm – 2 mm) višjo izmenjevalno kapaciteto kot pred regeneracijo. Po drugi regeneraciji smo v 120 minutah z 1 g klinoptilolita (1 mm – 2 mm) odstranili 100 % amonijevih ionov. Ravnotežne eksperimentalne podatke za zeleni pesek smo analizirali z uporabo Freundlichove in Langmuirjeve linearne adsorpcijske izoterme in ugotovili, da se bolje prilegajo Langmuirjevi izotermi. Dobljeni rezultati potrjujejo, da vsi trije preučevani adsorbenti predstavljajo potencialno alternativo za odstranjevanje amonijevih ionov v nizkih koncentracijah iz pitne vode.
Keywords: adsorpcija, adsorpcijske izoterme, ionska izmenjava, amonijevi ioni, naravni zeoliti, zeleni pesek, čiščenje vode
Published in DKUM: 30.10.2015; Views: 1967; Downloads: 235
Full text (1,30 MB) |
5. IZBOLJŠANJE PRIPRAVE TEHNOLOŠKE VODE ZA PODJETJE JUBMaša Iršič, 2013, undergraduate thesis Abstract: Namen diplomskega dela je bil poiskati nove možnosti za pripravo tehnološke vode v podjetju JUB. Obstoječi postopek priprave vode obsega kemijsko mehčanje in dezinfekcijo z UV- žarnico. Pri delu smo se osredotočili na znižanje dodatka sredstva za mehčanje vode ter uporabo ionske izmenjave in reverzne osmoze. Preučevali smo učinkovitost dveh ionskih smol, ki bi bili primerni predvsem za znižanje trdote vode (Lewatit TP 207 in Lewatit S 1468), ter membrano iz polietersulfona. V nadaljevanju smo z mehčano vodo pripravili izbrane izdelke podjetja in jih ocenili glede na učinkovitost dispergiranja polnil v vodnih raztopinah. Ocenili smo stroške alternativnih postopkov priprave vode. Ugotovili smo, da bi bila za pripravo tehnološke vode glede na rezultate najbolj primerna kombinacija kemičnega mehčanja z znižanim dodatkom sredstva za mehčanje vode in ionske izmenjave.
Keywords: Mehčanje vode, trdota vode, ionska izmenjava, reverzna osmoza, dezinfekcija z UV- žarki.
Published in DKUM: 18.09.2013; Views: 3425; Downloads: 346
Full text (3,27 MB) |
6. |
7. |
8. |
9. |
10. |
