Magazynowanie ciał stałych
Transkrypt
Magazynowanie ciał stałych
2015-04-14 APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 5. MAGAZYNOWANIE CIAŁ STAŁYCH, CIECZY I GAZÓW Wykład dla kierunku Ochrona Środowiska Wrocław, 2015 r. Rodzaje magazynów substancji Ze względu na stan skupienia magazynowanej substancji wyodrębnić można: • zbiorniki/magazyny ciał stałych, • zbiorniki/magazyny cieczy, • zbiorniki/magazyny gazów. Ze względu na panujące w zbiornikach ciśnienia wyróżnia się: • zbiorniki bezciśnieniowe, • zbiorniki ciśnieniowe. Ze względu na zabudowę górnej części wyróżnia się: • zbiorniki otwarte, • zbiorniki zamknięte. 1 2015-04-14 Rodzaje magazynów substancji Ze względu na rodzaj materiału użytego do konstrukcji można wyróżnić zbiorniki/magazyny: • metalowe, np.: – – – – • • • • • • ze stali węglowych; ze stali stopowych; aluminiowe; miedziane; murowane z cegły; betonowe; ceramiczne; z tworzyw sztucznych; z kompozytów; drewniane. Oznaczenia symboliczne BN-72/2200-01, ISO 10628 Do magazynowania wykorzystuje się: 1. zbiorniki (naczynia) otwarte: a) pionowe; b) poziome, 2. zbiorniki (naczynia) zamknięte bezciśnieniowe: a) pionowe; b) poziome, 3. zbiorniki zamknięte ciśnieniowe: a) pionowe; b) poziome; 2 2015-04-14 Oznaczenia symboliczne BN-72/2200-01, ISO 10628 4. powierzchnie magazynowe otwarte; 5. pomieszczenia zamknięte; 6. butle (cylindry); 7. worki; 8. beczki. Właściwości magazynowanych ciał stałych ― gęstość nasypowa ― przykłady Materiał Gęstość nasypowa, kg/m3 Materiał Gęstość nasypowa, kg/m3 piasek rzeczny 1700 ÷ 1800 węgiel kamienny orzech 750 ÷ 1000 piasek kopany 0 ÷ 2 mm 1700 węgiel kamienny drobny 800 ÷ 850 żwir ~1700 węgiel kamienny gruby 650 ÷ 780 cement 1000 ÷ 1600 wapno hydratyzowane 430 ÷ 540 chlorek sodu 1140 koks 460 ÷ 530 3 2015-04-14 Właściwości magazynowanych ciał stałych ― kąt naturalnego zsypu ― przykłady Materiał Średnia wartość kąta naturalnego zsypu koks 35 ÷ 50 węgiel kamienny gruby 45 węgiel kamienny orzech 45 węgiel kamienny drobny 30 ÷ 35 cement 30 ÷ 40 Magazynowanie ciał stałych ― magazyny otwarte Magazyn na wolnym powietrzu z dźwignicą mostową: 1 – szyna jezdna, 2 – pomost, 3 – wózek chwytaka, 4 – kabina maszynisty, 5 – magazyn otwarty, 6 – wagon, 7 – materiał magazynowany, 8 – chwytak (czerpak), 9 – słupy nośne Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa NaukowoTechniczne, Warszawa, 1998 4 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― pryzmy Przykryte Statycznie Napowietrzane Pryzmy w kompostowni Pryzmy sezonowanego urobku czerpalnego Źródło: wcinatcol.home.pl/?page_id=651 (przeznaczenie: kształtowanie krajobrazu, rekultywacja składowisk odpadów) Źródło: www.dredgdikes.eu/pl/what-are-dredgedmaterials-751 Magazynowanie ciał stałych ― magazyny półotwarte Wiata magazynowa Źródło: www.k3agro.pl/node/291 Hala łukowa Źródło:test.jacol.com.pl/index.php?page=nowosci&nowo sci=polyplus 5 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― magazyny zamknięte Źródło: protan-elmark.com.pl/hale-magazynowe/ Magazynowanie ciał stałych ― magazyny jednopiętrowe Zamknięta hala magazynowa dla materiałów sypkich: 1 – hala, 2, 3, 5, 6 – transportery taśmowe, 4 – urządzenia czerpakowe, 7 – materiał składowany Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998 6 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― magazyny wielopiętrowe Magazyn wielopiętrowy: 1 – materiał drobnicowy, 2 – materiał sypki, 3 – wyciąg Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998 Magazynowanie ciał stałych ― zasobniki a) b) c) d) e) Typy zasobników: a) o przekroju kwadratowym, b) o przekroju prostokątnym, c) o przekroju kwadratowym z czterema lejami wysypowymi, d) i e) o przekroju kołowym 7 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― silosy Silos betonowy do magazynowania materiałów sypkich: 1 – przenośniki taśmowe, 2 – przenośnik kubełkowy, 3 – zgarniaki (spychacze) Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998 Zasobniki i silosy w ochronie środowiska ― przykłady • silosy kamienia odsiarczania; wapiennego ― instalacje Silos kamienia wapiennego nr 3 w Elektrowni Turów (Zmagazynowany kamień wapienny przy pomocy przenośnika dozowany jest do kruszarki, gdzie ma miejsce jego kruszenie) Źródło: www.elturow.pgegiek.pl/index.php/projekty-unije/odsiarczanierealizacja-projektu/ 8 2015-04-14 Zasobniki i silosy w ochronie środowiska ― przykłady • silosy mączki wapiennej ― instalacje odsiarczania; Silos mączki wapiennej nr 4 w Elektrowni Turów Źródło: www.elturow.pgegiek.pl/index.php/projekty-unije/odsiarczanierealizacja-projektu/ Zasobniki i silosy w ochronie środowiska ― przykłady • silosy wapna do higienizacji osadów ― oczyszczalnie ścieków; Silos z wapnem wysokoreaktywnym w stacji odwadniania i higienizacji osadów na oczyszczalni ścieków w Strzegomiu Źródło: www.wik.strzegom.pl/strony/obiekty_os_strzegom.htm 9 2015-04-14 Zasobniki i silosy w ochronie środowiska ― przykłady • silosy odpadów; • silosy popiołów. Silosy stalowe do magazynowania popiołów z kotłów elektrociepłowni w Zakładach Azotowych w Tarnowie-Mościcach (Popioły mogą być wykorzystane jako surowiec w wielu gałęziach przemysłu, np. w przemyśle betonowym, materiałów budowalnych, cementowym, górnictwie, w drogownictwie) Źródło: http://www.plastech.pl/wiadomosci/Azoty-Tarnow-maja-nowa-instalacje-odbioru-popiolow-6494 Magazynowanie ciał stałych ― wysyp materiałów sypkich a) b) c) Rodzaje wysypu materiału sypkiego: a) normalny, b) hydrauliczny, c) pośredni 10 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― sklepienia a) b) Sklepienie nad otworem wylotowym podczas wysypu materiałów rozdrobionych: a) sklepienie utworzone przez materiał gruboziarnisty, b) sklepienie utworzone przez drobne cząstki materiału sypkiego Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998 Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień a) b) c) Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998 11 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień Silos z opróżnianiem ślimakowym Źródło: www.silosystem.cz/glr/specialni%20sila%203.jpg Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień Wygarniacz z uchylnymi ramionami Źródło: http://www.compte-fortech.pl/pl/page/top/pozosta%C5%82eprodukty/silosy-i-sk%C5%82adowanie-paliwa/wygarniacz-zuchylnymi-ramionami-ebe.html 12 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień • zbiorniki z ruchomym dnem; Źródło: www.pwpkatowice.pl/main/ruchome_dno.html Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień • stosowanie ram poślizgowych Źródło: www.est.net.pl/p_systemy.html 13 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień • stosowanie przesuwnych ram rozładowczych Źródło: www.est.net.pl/p_systemy.html Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień • • dodawanie substancji zmniejszających tarcie; stosowanie dysz pneumatycznych; Źródło: www.matykiewicz.com/katalog/airsweep.htm 14 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień • stosowanie generatorów pulsatorów; fal uderzeniowych/ Zasobnik rudy żelaza z zabudowanymi generatorami fal Generatory fal uderzeniowych zabudowane na absorberze uderzeniowych Źródło: www.ekozub.pl/files/artykul_bunkry_20032014_1396335581.pdf Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień • stosowanie układów wibrujących Źródło: www.poggigroupspa.com/sito_inglese/products_access _hori_silos.html Źródło: dojarkidream.pl/wibrator-do-silosu/ 15 2015-04-14 Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień • dna wybierające z wibratorami elektrycznymi; Źródło: www.wamgroup.pl/pl-PL/WAMPL/Product/BA/Dna-wybierajace Magazynowanie ciał stałych ― zapobieganie powstawaniu sklepień • stosowanie obijaków/odbijaków/młotków pneumatycznych; Źródło: http://www.ctms.com.pl/odbij_pneum.html 16 2015-04-14 Magazyny cieczy ― podział Magazyny/zbiorniki cieczy podzielić można: 1) ze względu na zabudowę górnej części: – – zbiorniki otwarte; zbiorniki zamknięte; 2) ze względu na usytuowanie: – – – zbiorniki podziemne; zbiorniki półpodziemne; zbiorniki nadziemne; 3) ze względu na panujące ciśnienia: – – zbiorniki bezciśnieniowe; zbiorniki ciśnieniowe. Magazyny cieczy ― podział 4) ze względu na kształt powłoki: • cylindryczne: – pionowe – rys a); – poziome – rys b); • kuliste – rys c); • kroplokształtne – rys d); • prostopadłościenne. a) b) c) d) Źródło: Warych J., Aparatura chemiczna i procesowa. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2004 17 2015-04-14 Magazyny cieczy ― podział 5) ze względu na kształt dna: • • • • • • z z z z z z dnami płaskimi - rys a); dnami płaskimi z użebrowaniem- rys e) i g); dnami płaskimi wyoblonymi - rys f); dnami stożkowymi bez wyoblenia – rys b); dnami stożkowymi z wyobleniem – rys c); dnami elipsoidalnymi – rys d). a) b) e) c) f) d) g) Otwarte magazyny cieczy ― zastosowania Otwarte osadniki wstępne w Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Koziegłowach Źródło: www.aquanet.pl/aktualnosci,223 18 2015-04-14 Zamknięte magazyny cieczy ― zastosowania Hermetyzacja osadników wstępnych w Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Koziegłowach Źródło: www.kierunekwodkan.pl/artykul,13215,hermetyzacja-osadnikow-wstepnych-wkozieglowach-zobacz-film.html#prettyPhoto Magazyny cieczy ― konstrukcje pokryw a) b) c) Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998 19 2015-04-14 Magazyny cieczy ― dachy pływające a) b) Sposób uszczelnienia między dachem pływającym a ścianą zbiornika: 1 – płaszcz, 2 – uszczelnienia, 3 – dach pływający Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998 Magazyny cieczy ― dachy pływające Źródło: www.technokontrol.com/en/products/floating-roof.php 20 2015-04-14 Zbiorniki cylindryczne poziome Popularne zastosowania: • przydomowe zbiorniki LPG (Liquefied Petroleum Gas) – gazów płynnych, np. propan, propan-butan, butan; Źródło: ladnydom.pl/budowa/1,106577,2552160.html • zbiorniki na olej opałowy i olej napędowy; Źródło: www.oltrans.com.pl/_img.php?zdjecie=im ages/zbiorniki_olej-1i2plaszczowe/02.jpg Zbiorniki cylindryczne poziome • zbiorniki na wodę pitną; • szamba; • zbiorniki na deszczówkę. Źródło: www.oltrans.com.pl/_img.php?zdjecie=images/zbior niki_pitna/56.jpg Źródło: www.monbud.pl/60,cennik--szamba-izbiorniki-na-deszczowke.html 21 2015-04-14 Zbiorniki kuliste Przykłady zastosowań: • zbiorniki LPG; Źródło: www.chinatanksandvessel.com/lpg-spherical-tanks.html • zbiorniki LNG (Liquefied Natural Gas) – skroplony gaz ziemny; Źródło: www.ecquologia.com Zbiorniki kuliste • zbiorniki/zasobniki wody; • zbiorniki wody w wieżach ciśnień. Kulisty zbiornik wody, Downsville, USA Źródło: landmarkhunter.com/199353-downsville-elevated-water-tank/ Kolejowa wieża ciśnień z kulistym zbiornikiem, Korsze, woj. warmińsko-mazurskie Źródło: pracownicy.uwm.edu.pl/wojsob/miejsca/powiat_ketrzynski/korsze_wieza.html 22 2015-04-14 Zbiorniki kroplokształtne Najczęściej przeznaczone są do magazynowania paliw płynnych. Zbiornik butanu Źródło: http://www.thermacon.com/Insulation/SpecialApplications.html Magazynowanie gazów Zbiorniki do magazynowania gazów podzielić można na: • niskociśnieniowe (5-8 kPa) o zmiennej objętości: ― mokre; ― suche; • wysokociśnieniowe o stałej objętości. 23 2015-04-14 Zbiorniki niskociśnieniowe mokre Mokry zbiornik magazynowy gazu: 1 – dzwony teleskopowe, 2 – zamknięcie hydrauliczne wodne, 3 – konstrukcja wsporcza Źródło: Warych J., Aparatura chemiczna i procesowa. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2004 Zbiorniki niskociśnieniowe mokre Jednoczłonowy dzwonowy zbiornik gazu: 1 – dzwon w prowadnicach, 2 – oddzielacz, 3 – filtr, 4 - basen Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa NaukowoTechniczne, Warszawa, 1998 24 2015-04-14 Zbiorniki niskociśnieniowe dzwonowe Źródło: http://en.plynojemy.cz/foto/wet-gas-holders/ Zbiorniki niskociśnieniowe suche Suchy zbiornik magazynowy gazu: 1 – rozdzielacz cieczy, 2 – tarcza (talerz), 3 – uszczelnienie cieczowe, 4 - pompa Źródło: Warych J., Aparatura chemiczna i procesowa. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2004 25 2015-04-14 Zbiorniki niskociśnieniowe suche Zbiornik gazowy z ruchomym talerzem: 1 – płaszcz, 2 – talerz, 3 – rolki prowadzące, 4 – uszczelnienie, 5 – podnośnik, 6 – przestrzeń gazowa, 7 – przewód gazowy z zaworem zwrotnym Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa NaukowoTechniczne, Warszawa, 1998 Zbiorniki niskociśnieniowe membranowe Niskociśnieniowy zbiornik biogazu: A – membrana zewnętrzna, B – membrana wewnętrzna, C – system przepływu powietrza, D – system lin, E – ucho kotwiczne, F – zawór zwrotny, G – dmuchawa, H – zawór niskociśnieniowy, I – zawór nadciśnienia, J – okienko kontrolne Za: Kacprzak A., Michalska K., Aspekty logistyczne i technologiczne procesu gromadzenia i przetwarzania odpadów www.proakademia.eu/baza-wiedzy/50.html 26 2015-04-14 Magazyny dwumembranowe Niskociśnieniowy zbiornik biogazu: A – membrana zewnętrzna, B – membrana wewnętrzna, C – system przepływu powietrza, D – zawór zwrotny, E – wentylator promieniowy, F – ucho kotwiczne, G – zawór bezpieczeństwa, H – okienko kontrolne, I – czujnik ultradźwiękowy Za: Kacprzak A., Michalska K., Aspekty logistyczne i technologiczne procesu gromadzenia i przetwarzania odpadów www.proakademia.eu/baza-wiedzy/50.html Zbiorniki wysokociśnieniowe Kuliste zbiorniki na CNG (Compressed Natural Gas) – sprężony gaz ziemny Źródło: www.cng-energysolutions.com/storage.html Cylindryczne zbiorniki sprężonego powietrza Źródło: www.kompresory-osuszacze-filtry.pl/product/zbiorniksprezonego-powietrza-boge-50-liter-ocynkowany-16-bar-lezacy-78/ 27 2015-04-14 Zbiorniki wysokociśnieniowe ― butle Kodowanie barwne butli gazowych do gazów technicznych zgodnie z PN-EN 1089-3 Źródło: instalator.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=5311%3Alaczenie-instalacjirurowych-gazowe-bezpieczestwo-butle-z-wami&Itemid=158&lang=pl 28