A purificação do biodiesel originado do processo de produção por transesterificação de óleos e gorduras requer a remoção de resíduos de glicerina. Como metodologia de cálculos correlações que dão origem a diagramas de dimensionamento foram transformados em modelos matemáticos envolvendo importantes números adimensionais. Apresenta-se uma estratégia de separação da glicerina dispersa no biodiesel utilizando um hidrociclone otimizado da família Rietema. Foram simuladas e analisadas as condições de separação da mistura biodiesel-glicerina, etapa integrante do processo de produção desse biocombustível por transesterificação de óleos e gorduras, em condições operacionais otimizadas e não otimizadas. A estratégia de otimização foi o uso de correlações econômicas e geométricas, as quais levaram à obtenção de um custo mínimo. Uma das etapas mais importante do processo de produção de biodiesel é a de sua purificação. Um hidrociclone do tipo convencional foi proposto para a referida etapa. A estratégia usada para elaboração da função objetivo foi composta de três termos: custo de aquisição, custo de operação e o custo associado a não coleta do biodiesel, todas como função do diâmetro do equipamento. Como programas de cálculos para dimensionamento e otimização foram utilizadas a planilha eletrônica Excel e sua ferramenta solver. Os resultados mostraram que a estratégia e otimização forneceram valores de dimensionamento muito próximos dos de condição não otimizadas, demonstrando que a mesma pode ser utilizada como reforço, numa época em que os critérios econômicos são importantes justificativas de investimentos nas melhorias dos processos produtivos / The purification of biodiesel of the production process by transesterification of oils and fats require the removal of glycerin waste. It presents a strategy for separation of glycerin dispersed in biodiesel using an optimized hydrocyclone of the Rietema family. As calculation methodology correlations that lead to the sizing diagrams were converted into mathematical models involving significant dimensionless numbers. It presents a strategy for separation of glycerin dispersed in biodiesel using an optimized hydrocyclone of the Rietema family. They had been simulated and analyzed the conditions of separation of the mixture biodiesel-glycerin, integrant stage of the process of production of this biofuel of separation of oils and fats, in optimized and not optimized operational conditions. The optimization strategy was the use of economic and geometric correlations, which had led to the attainment of a minimum cost. One of the stages most important of the process of production of biodiesel is of its purification. One hidrociclone of the conventional type was considered for the related stage. The used strategy for elaboration of the objective function was composed of three terms: cost of acquisition, cost of operation and the associated cost does not collect of biodiesel, all as function of the diameter of the equipment. As programs of calculations for sizing and optimization the electronic spread sheet Excel and its tool had been used to solve. The results had shown that the strategy and optimization had supplied values of not optimized sizing very next to the ones of condition, demonstrating that the same one can be used as reinforcement, at a time where the economic criteria are important justifications of investments in the improvements of the productive processes

O processo galvanotécnico é responsável por gerar efluentes que contêm metais tóxicos e substâncias recalcitrantes. As restrições quanto à qualidade do lançamento de efluentes temse intensificado. Uma alternativa para essa problemática são os processos de separação por membranas, como a osmose inversa. O presente estudo teve por objetivo analisar duas estratégias para a melhoria do desempenho de uma central de tratamentos galvânicos, compostas por suas estapas atuais de tratamento como: Tratamento físco-químico, oxidação avançada, filtração simples e trocador iônico) e a possibilidade da inserção da osmose inversa no processo existente (estratégia 1) ou a substituição do trocador iônico pela membrana de osmose inversa (estratégia 2). Neste estudo foi utilizada uma membrana de poliamida com camada seletiva de polissulfona, poisdd foi observada a eficiência das estratégias propostas perante os parâmetros ambientais, em que foram observadas remoções superiores a 92% de níquel total, 90% de cobre total, 81% de zinco total, 93% de fósforo total, 87% de demanda química de oxigênio, 90% de nitrogênio amoniacal e 100% de sólidos suspensos totais para a estratégia 1. Neste trabalho, ainda foram analisados os modelos de bloqueio pela metodologia de Hermia e avaliadas as resistências da membrana, utilizando o efluente galvânico. Os resultados mostraram que a membrana apresentou 80% de resistência por concentração para a estratégia 1 e 40% de fouling para a estratégia 2. Em ambas estratégias, o modelo de Hermia apresentou maior índice para bloqueio irreversível e padrão. Para a estratégia 1, o processo ocorreu ao longo de 180 minutos, e foi observada uma redução do fluxo de permeado de 63%. Após a limpeza química, foi observada uma recuperação do fluxo superior a 93%, sendo que os 7% que não foi possível se recuperar correspondem ao fouling irreversível. Para a estratégia 2, o processo ocorreu ao longo de 90 minutos com uma redução de fluxo de 94%. Após a limpeza a química, foi observada uma recuperação de fluxo de 71%, também mostrando a presença de fouling irreversível. Com a utilização do software Rosa 9.1 DOW, foi detectada para uma demanda de 10m³/h, a necessidade de 3 módulos de osmose inversa com 24 membranas, com uma área de filtração de 891,84 m², com uma pressão de trabalho de 6 bar de pressão e uma potência de bomba de 3,48 kWh. O software mencionado detectou problemas de CaSO4, devido às características do efluente para aumentar a vida útil das membranas. Isso implicaria em um sistema de abrandamento antes de ser submetido à osmose inversa. A avaliação econômica simplificada em comparação ao modelo atual de tratamento e a inserção de uma nova tecnologia, implicaria na instalação de um movo equipamento que triplicaria os custos atuais da central de tratamento de efluentes. Tendo em vista que os padrões de lançamento estão com níveis no limite da legislação, o novo equipamento traria segurança no cumprimento da legislação sem ficar na eminência de autuações perante o órgão ambiental. Mesmo com a estratégia 2 atendendo os padrões de lançamento e possibilitando a substituição de um processo, a estratégia 1 mostou-se mais eficaz, por apresentar menores concentrações finais, consequentemente, resultando em maior tempo de operação e maior viada útil da membrana, com menores paradas para limpezas químicas e custos operacionais. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / The galvanotechnical industry is responsible for generating effluents containing heavy metals and recalcitrant substances. The restrictions on the quality of effluent discharge have intensified. An alternative to this problem are membrane separation processes, such as reverse osmosis. The present study had the objective of analyzing two strategies to improve the performance of a galvanic treatment center, composed of its current stages of treatment as: physico-chemical treatment, advanced oxidation, simple filtration and ion exchange. Then, it was studied the possibility of insertion of the reverse osmosis in the existing process (strategy 1) or the replacement of the ion exchanger by the reverse osmosis membrane (strategy 2). For this purpose, a polyamide membrane with a selective polysulfone layer was used, where the efficiency of the proposed strategies was observed for the environmental parameter. Using strategy 1, the results were observed above 92% of total nickel, 90% of total copper, 81% of zinc, 93% of total phosphorus, 87% of chemical oxygen demand (COD), 87% of ammonia nitrogen and 100% of total suspended s’olids. The Hermia methodology and the membrane resistance, using the galvanic effluent, were also analyzed by the blocking models. The results showed that the membrane presented 80% resistance per concentration for strategy 1 and 40% of fouling for strategy 2. In both strategies, the Hermia model presented a higher index for irreversible and standard block. For strategy 1, the process occurred over 180 minutes and a permeate flux reduction of 63% was observed. After the chemical cleaning, a recovery flow superior to 93% was observed, and 7% that could not be recovered correspond to irreversible fouling. For strategy 2, the process occurred over 90 minutes with a 94% of flow reduction. After cleaning, a flow recovery of 71% was observed, also showing the presence of irreversible fouling. The Rosa 9.1 DOW software showed that for a demand of 10m³ / h it would take 3 reverse osmosis modules with 24 membranes, filtration area of 891,84 m², working pressure of 6 bar pressure and a pump power of 3.48 kWh. The mentioned software detected problems of CaSO4, due to the effluent characteristics to increase the useful life of the membranes. This would imply a slowing system before being subjected to reverse osmosis. The simplified economic evaluation compared to the current treatment model and the insertion of a new technology, would entail the installation of a moving equipment that would triple the current costs of the effluent treatment plant. Considering that the release standards are at the limit of the legislation, the new equipment would treat security in compliance the legislation without being in the eminence of notices before the environmental agency. Even with strategy 2 meeting the launching standards and allowing the substitution of a process, strategy 1 has been shown to be more effective, since it presents lower final concentrations, resulting operating bigger life of the membrane, with lower stops for chemical clean-ups and operating costs.

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T04:48:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TorresAlvarez_MarioEusebio_D.pdf: 10381978 bytes, checksum: 6d92d3ef3288c11e5d00589fa7bff9e7 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho de tese, foi realizado um estudo do potencial do processo de pervaporação como um processo de separação de misturas azeotrópicas. Foram realizados o estudo, a avaliação e a comparação de dois modelos matemáticos selecionados da literatura par o processo de pervaporação, que têm como base o mecanismo solução-difusão. Forma desenvolvidos dois programas computacionais, o PERKAT e o PERBRUN, que pemitiram avaliar, segundo estes modelos, qualquer tipo de mistura binária, aqui exemplificados pelos sistemas etanol/água e acetato de metila/água. Foi proposto um modelo matemático a partir do mecanismo solução-difusão procurando minimizar a necessidade de dados experimentais e assim, possibilitar a avaliação rápida em estágios iniciais de projetos de processos. Foi , ainda, elaborado um algoritmo de calculo para o processo de pervaporação. Afim de obter um modelo mais robusto, minimizando a necessidade de dados experimentais, foram realizados e estudo da predição do coeficiente de difusão na membrana, a determinação do parâmetro de interação binário solvente/polímero, a validação do método de predição com dados experimentais e uma análise de sensibilidade paramétrica. Com isso, foi desenvolvido o simulador ¿PERVAP¿ a partir do modelo matemático proposto neste trabalho. A intenção foi possibilitar ao engenheiro de processos tomadas de decisão rápidas a respeito da possibilidade de usar o processo de pervaporação para a separação de uma mistura binária qualquer ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In this work, a study of the potential of pervaporation process for the separation of azeotropic mixtures was carries out. Two mathematical models were chosen from the literature for pervaporation process based on solution diffusion mechanism and a study, an evaluation and a comparison between these models were made. Two computational programs were developed, PERKAT and PERBRUN, which allow the evaluation, according to these models, of any type of binary mixture, here exemplified by the system ethanol/water and methyl acetate/water. A mathematical model was proposed based on the solution-diffusion mechanism with the aim of minimizing the necessity of experimental data and, thus, to make possible the fast evaluation in early stages of process design.Furthermore, it was elaborated a calculation algorithm for the pervaporation process. In order to get a more robust model, minimizing the necessity of experimental data, the study of the prediction of the diffusion coefficient in the membrane, the determination of the binary interaction parameter of solvent/polymer, the validation of the prediction method with experimental data and a parametric sensitivity analysis were carried out. With this, the "PERVAP" simulator was developed from the mathematical model proposed in this work. The intention was to make possible for engineers to take rapid decisions regarding the possibility for using the pervaporation process for separating any binary mixture ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_fernando_luiz.pdf: 33790100 bytes, checksum: c4cc04374bb2b0dcd638242804eebd1f (MD5) Previous issue date: 2009-03-24 / The recovery of by-products like glycerin and cake from oilseeds, resulting in the production of biodiesel, has been the main alternative to make this biofuel competitive compared to petroleum and diesel oil. This alternative can be associated with a beneficial integration of processes, such as use of glycerin as a solvent for separation of ethanol-water mixture in plants alcohol. Thus, the use of glycerin in place of ethylene glycol, a substance of fossil origin was tested. The glycerin eliminates the azeotrope formed by modification of the liquid-vapor equilibrium of ethanol-water mixture, increasing the difference in volatility between these components. To verify the operating conditions suitable for the process of extractive distillation for ethanol dehydration, experiments were performed in laboratory scale, using a central composite rotational design (CCRD). The independent variables were the molar fraction glycerol / water and the degree of vacuum, the latter as a way to avoid thermal decomposition of glycerol into acrolein. The analysis of the response surfaces showed that the molar fraction glycerin / ethanol becomes appropriate than 0.4 and the absolute pressure of the system is adequate around 380 mm Hg. In this way it was possible to obtain a statistical model for simulation and prediction of appropriate conditions to the process for developing a technology that prior actions to preserve the environment. / A valorização dos subprodutos como a glicerina e a torta de oleaginosas, originados no processo de produção de biodiesel, tem sido a principal alternativa para tornar esse biocombustível competitivo em relação ao diesel de petróleo. Essa alternativa pode estar associada a uma vantajosa integração de processos, como é o caso de utilização da glicerina como solvente para separação da mistura etanol-água em usinas de álcool. Para isso, estudou-se a utilização da glicerina em substituição ao etilenoglicol, esta última substância de origem fóssil. A glicerina elimina o azeótropo formado pela modificação do equilíbrio líquido-vapor da mistura etanol-água, aumentando a diferença de volatilidade entre esses componentes. Para verificação das condições operacionais adequadas ao processo de destilação extrativa de desidratação do etanol, foram realizados experimentos em escala de laboratório, com auxílio de um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). As variáveis independentes foram a fração molar glicerina/água e o grau de vácuo, este último como forma de se evitar a decomposição térmica da glicerina em acroleína. A análise das superfícies de resposta mostrou que a fração molar glicerina/etanol torna-se adequada acima de 0,4 e que a pressão absoluta do sistema torna-se adequada em torno de 380 mm Hg. Com isto, obteve-se um modelo estatístico de simulação e a previsão de condições adequadas ao processo, para o desenvolvimento de uma tecnologia que privilegie as ações de preservação ao meio ambiente.

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rosangela_cristine_silva_henauth.pdf: 1940790 bytes, checksum: d6b3e77d22db3b3d90db6a87efbd359a (MD5) Previous issue date: 2015-12-01 / The continuous expansion of the hydrocarbon processing industry and the extensive use of petroleum-related products has increased the threat of pollution by this type of product in the environment. In the industries, in general, there is a great demand for good quality water and much of the volume of water will be eliminated for receiving bodies with a high load of organic matter and solids. Thus the wastewater generated in all industrial processes needs to have a specific treatment. Some physical-chemical processes are widely requested, including the dissolved air flotation (DAF), where the production of microbubbles is essential for an effective treatment of the contaminated effluent. In this research an innovative technique was proposed for producing microbubbles for the treatment of oily water. The new technique induces a flow of air in the suction of a centrifugal pump, depending on the negative pressure existing at this point in the installation line. A central composite rotational design was used to determine the efficiency of the method. Within the working conditions, independent variables were identified by the ratio between the air flow and water (X1) and the pressure in the pump discharge (X2) line. When tested in a dissolved air flotation prototype (DAF), the technique provided a separation efficiency of 97 % water/oil. According to the results obtained, the above method proved to be advantageous compared to to the conventional process of saturation of the effluent treated with compressed air, by reducing the number of equipment and the energy costs. / A contínua expansão da indústria de processamento de hidrocarbonetos e a extensa utilização de produtos relacionados com o petróleo aumentou a ameaça da poluição por esse tipo de produto no meio ambiente. Na indústria, em geral, há uma demanda muito grande por água de boa qualidade e grande parte do referido volume será eliminado para corpos receptores com uma alta carga de matéria orgânica e sólidos, motivo pelo qual águas residuárias geradas em todos os processos industriais devem passar por um tratamento específico. Com isso, alguns processos físico-químicos são largamente solicitados e entre eles a flotação por ar dissolvido (FAD), onde a produção de microbolhas é essencial para um eficiente tratamento do efluente contaminado. Nesta pesquisa foi proposta uma técnica inovadora para produção de microbolhas. A nova técnica induz um fluxo de ar na linha de aspiração de uma bomba centrífuga, em função da pressão negativa existente neste ponto da instalação. Como metodologia de identificação de condições de produção otimizada de microbolhas, foi aplicado um planejamento experimental do tipo delineamento composto central rotacional (DCCR). Dentro das condições de trabalho foram identificadas por variáveis independentes a razão entre as vazões de ar e água (X1) e a pressão na linha de descarga da bomba (X2). Quando testado em um protótipo piloto de flotação por ar dissolvido (FAD), a técnica possibilitou uma eficiência de separação água/óleo da ordem de 97 %. De acordo com os resultados obtidos, a referida metodologia mostrou-se vantajosa em comparação aos processos convencionais de saturação da água a ser tratada com ar comprimido, pela redução de equipamentos e custos com energia.

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-11-20T18:51:24Z No. of bitstreams: 2 renata_kelly_lima_santana.pdf: 1101025 bytes, checksum: a6b7adb81731f8710c249fee6ad58062 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-20T18:51:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 renata_kelly_lima_santana.pdf: 1101025 bytes, checksum: a6b7adb81731f8710c249fee6ad58062 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-11-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / A methodology was developed for the treatment of an effluent from the metalworking industry composed of water, cutting fluid and graphite. The recovery of components from an effluent from the machining process becomes complex due to the coexistence of solids such as graphite, mixed with a water-oil emulsion. Due to the use of graphite in very small particles and emulsified in water with the aid of an emulsifier, distributing in both phases (aqueous and organic), making the treatment process difficult. In general, treating such an effluent requires, in the preliminary step, the breaking of the emulsion so that the graphite dispersed in the liquid medium is recovered. The treatment was initially performed in a prototype phase separation in laboratory scale, counting on recirculation tanks, pumps, hydrocyclones and continuous decanter. In an initial stage the effluent was acidified by the addition of sulfuric acid PA as a way of breaking the solid-liquid emulsion. Subsequently, the solid phase was reered with the aid of a hydrocyclone, resulting in an overflow of the equipment of a mixture of water and residual oil. The mixture of part of the water and the water-cutting fluid, after acid destabilization of the emulsion, was separated into the continuous decanter, giving rise to a stream of cutting fluid and an aqueous phase containing residual oil, contaminated by about 130 ppm Of organic phase. The aqueous phase was then subjected to a dissolved air flotation (FAD) process, aided by a demulsifying biosurfactant in a FAD prototype, also on a laboratory scale. In order to define adequate conditions to obtain an aqueous phase with contamination level that allowed its return to the process, the operational conditions of application of the FAD technique were determined with the aid of an experimental design of the type rotational central compost (CDCR). At the end of the aqueous phase recovery process, a residual oil content of 12% was obtained, below that required by the Brazilian environmental regulatory agency (CONAMA) for discharge in water bodies, which is 20 ppm. The recoveries of graphite and cutting fluid are suggested studies for the next works. / Foi desenvolvida uma metodologia para tratamento de um efluente da indústria metalmecânica composto de água, fluido de corte e grafite. A recuperação de componentes de um efluente do processo de usinagem torna-se complexa devido à coexistência de sólidos como o grafite, misturado a uma emulsão do tipo água-óleo. Devido ao uso do grafite em partículas muito pequenas e emulsionado em água com auxílio de um emulsificante, distribuindo-se em ambas as fases (aquosa e orgânica), dificultando o processo de tratamento. De modo geral o tratamento de um efluente desse tipo exige, na etapa preliminar, a quebra da emulsão para que seja recuperado o grafite disperso no meio líquido. O tratamento foi inicialmente realizado em um protótipo de separação de fases em escala de laboratório, contando com tanques de recirculação, bombas, hidrociclones e decantador contínuo. Numa etapa inicial o efluente foi acidificado através da adição de ácido sulfúrico PA como forma de quebrar a emulsão sólido-líquido. Posteriormente, foi recuperada a fase sólida com auxílio de um hidrociclone, dando origem a uma descarga pelo overflow do equipamento de uma mistura de água e óleo de corte residual. A mistura de parte da água e do água-fluido de corte, após a desestabilização ácida da emulsão, foi separada no decantador contínuo, dando origem a uma corrente de fluido de corte e uma fase aquosa contendo óleo residual, contaminada por cerca de 130 ppm de fase orgânica. A fase aquosa foi então submetida a um processo de flotação por ar dissolvido (FAD), auxiliada por biossurfactante desemulsificante em um protótipo FAD, também em escala de laboratório. Para definir condições adequadas à obtenção de uma fase aquosa com nível de contaminação que permitisse seu retorno ao processo, as condições operacionais de aplicação da técnica de FAD foram determinadas com auxílio de um planejamento experimental do tipo Delineamento Compost Central Rotacional (DCCR). Ao final do processo de recuperação da fase aquosa foi obtido um teor óleo residual de 12 %, abaixo do exigido pelo órgão brasileiro de regulamentação ambiental (CONAMA) para descarte em corpos hídricos, que é de 20 ppm. As recuperações do grafite e do fluido de corte são estudos sugeridos para os próximos trabalhos.

An evaluation of several commercial adsorbents for use as contacting media in a process for combustion gas desulfurization was performed. Linde Synthetic Molecular Sieves types 13X and AW500 and Davison Silica Gel were the materials studied. The motivation for this investigation was based on the premise that a suitable method for removing sulfur dioxide from combustion gas streams has not been realized. Sulfur dioxide adsorption capacities were obtained for equilibrium (non-flow) and dynamic flow conditions. Sulfur dioxide adsorption on the molecular sieves could be described by a modified Langmuir expression of the form q/q_m = kc^1/n/ 1 + kc^1/n Calculated isosteric heats of adsorption were found to agree with measured data. Small scale dynamic studies consisted of contacting the adsorbents in a packed column with a simulated combustion gas. Evaluation of the adsorbent materials consisted of monitoring the effluent gas concentration after exposure to a step change in sulfur dioxide concentration. Sulfur dioxide loadings were greatest for the type 13X molecular sieve followed by AW500 molecular sieve. The effect of gas throughput was minimal which suggests that mass transfer was adsorbent side controlling. As gas temperature increased, sulfur dioxide adsorption decreased linearly for 100 percent sulfur dioxide concentration and non-linearly for low concentrations (0.003 percent). The effect of water vapor on sulfur dioxide adsorption capacity was determined by monitoring the effluent gas composition for specified sulfur dioxide-water vapor mixtures. Breakthrough time for sulfur dioxide was found to be an inverse function of the inlet water vapor concentration. For a typical combustion gas stream, (8 percent water vapor) the breakthrough time is roughly 10 percent of the water vapor free value. Based on the results obtained, a shallow bed (0.15m, 0.5 ft) of either type 13X or AW500 molecular sieve removed 5 to 3 times that of activated charcoal for a gas temperature of 57.2°C (135°F) and low gas pressure drop 4.6 cm H₂0 (1.85 in. H₂0). Adsorption degradation studies were performed to determine the loss in sulfur dioxide adsorption capacity after adsorbent regeneration. Both the 13X and AW500 molecular sieve could be regenerated, but the loss in adsorption capacity depended on the gas contacting conditions. X-ray spectroscopy was used to determine the homogeneity of the sulfur distribution within the adsorbents. The sulfur dioxide adsorption capacity for subsequent regeneration cycles was found to be a function of the Al₂O₃/SiO₂ ratio of the molecular sieve. Application of the molecular sieve adsorbents in a simulated combustion gas for sulfur dioxide removal was found to be superior to several adsorbents for the temperature range 21-76°C (70-170°F). However, as gas temperature increases, sulfur dioxide adsorption decreases. No adsorption of sulfur dioxide above 148°C (300°F) could be measured. / Ph. D.

HPLC has been used and can quickly determine several ions simultaneously. The method of determination described for transition metals [Cr(III), Fe(III), Ni(II), Co(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II), Mn(II)] and [Ca(II), Pb(II)] using HPLC with UV-VIS detection is better than the PAR complexation method commonly used. The effects of both eluent pH and detector wavelength were investigated. Results from using different pHs and wavelengths, optional analytical conditions for the separation of [Ni(II), Co(II), Cu(II)], [Cr(III), Fe(III), Ca(II), Ni(II), Cu(II)], and [Ca(II), Zn(II), Pb(II)] in one injection, respectively, are described. The influence of adding different concentrations of Na_2EDTA solvent to the sample is shown. Detection limits, linear range, and the comparisons between this study and a post-column PAR method are given.

Over the past decade, membrane based gas separations have gained traction in industry as an attractive alternative to traditional thermally based separations due to their potential to offer lower operational and capital expenditures, greater ease of operation and lower environmental impact. As membrane research evolves, new state-of-the-art membrane materials as well as processes utilizing membranes will likely be developed. Therefore, their incorporation into existing thermally based units as a debottlenecking step or as a stand-alone separation unit is expected to become increasingly more common. Specifically for natural gas, utilization of smaller, more remote natural gas wells will require the use of less equipment intensive and more flexible separation technologies, which precludes the use of traditional, more capital and equipment intensive thermally based units. The use of membranes is, however, not without challenges. Perhaps the most important hurdle to overcome in membrane development for natural gas purification is the ability to maintain high efficiency in the presence of harsh feed components such as CO₂ and H₂S, both of which can swell and plasticize polymer membranes. Additionally, as this project demonstrates, achievement of similarly high selectivity for both CO₂ and H₂S is challenged by the different governing factors that control their transport through polymeric membranes. However, as others have suggested and shown, as well as what is demonstrated in this project, when CO₂ is the primary contaminant of interest, maintaining high CO₂/CH₄ efficiency appears to be more important in relation to product loss in the downstream. This work focuses on a class of fluorinated, glassy polyamide-imides which show high plasticization resistance without the need for covalent crosslinking. Membranes formed from various polyamide-imide materials show high mixed gas selectivities with adequate productivities when subjected to feed conditions that more closely resemble those that may be encountered in a real natural gas well. The results of this project highlight the polyamide-imide family as a promising platform for future membrane material development for materials aimed at aggressive natural gas purifications due to their ability to maintain high selectivities under aggressive feed conditions without the need for extensive stabilization methods.

One of the proposed solutions to the issue of nuclear waste volume is to transition from once through nuclear fuel cycle to advanced fuel cycles with used fuel recycling option. In any advanced fuel cycles with recycling options, the type and amount of separation technology deployed play a crucial role in the overall performance of the fuel cycle. In this work, a scenario study involving two advanced fuel cycles in addition to the once through fuel cycle were evaluated using VISION nuclear fuel cycle simulation code. The advanced fuel cycles were setup to transition completely to full recycling without any light water reactor by assuming all LWR currently in operation will have 20 years of operating life extension and no new LWR will be constructed thereafter. Several different separation capacities (1kT/yr, 2kT/yr and 4 kT/yr) were deployed and the overall impact of these capacities was analyzed in terms of resources utilization, used fuel and waste material generated and the amount of storage space required. Economic parameter (LCOE, LFCC, etc) analysis was also performed using VISION.ECON. Results presented in this work suggest that the need for LWR-UNF storage can be minimized if sufficient separation capacity is deployed early in the fuel cycle. It can also be concluded that a FuRe system without LEU will not be feasible, thus SFRs must be designed for optional use of LEU fuel. Otherwise LWRs must continue to be part of the mix to keep the near term cost of generating electricity competitive. It was observed that the higher amount of separation capacity deployed in the advanced fuel cycles led to higher LFCC and LCOE, but also translates into less environmental impact on both front and back end of the fuel cycle.