Termiczna utylizacja odpadów - Wydział Budownictwa i Inżynierii

Opis modułu kształcenia / przedmiotu (sylabus)
Rok akademicki:
Grupa przedmiotów:
Nazwa przedmiotu1):
Termiczna utylizacja odpadów
Tłumaczenie nazwy na jęz. angielski3):
Principles of thermal waste utilization
4)
Kierunek studiów :
Ochrona Środowiska
Koordynator przedmiotu5):
Prof. dr hab. inż. Andrzej Świątkowski
Prowadzący zajęcia6):
Prof. dr hab. inż. Andrzej Świątkowski
7)
Numer katalogowy:
ECTS 2)
Jednostka realizująca :
wykładowca spoza uczelni (Wojskowa Akademia Techniczna)
Wydział, dla którego przedmiot jest
realizowany8):
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
9)
Status przedmiotu :
a) przedmiot specjalizacyjny
b) stopień drugi
Cykl dydaktyczny10):
semestr letni
Jęz. wykładowy11): polski
Założenia i cele przedmiotu12):
Formy dydaktyczne, liczba godzin13):
rok pierwszy
2
c) niestacjonarne
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawami procesów termicznych w zagospodarowaniu
odpadów, w tym procesów spalania, pirolizy oraz plazmowych. Zapoznanie z zagadnieniami teoretycznymi,
budową i działaniem elementów instalacji termicznego przekształcania odpadów. Omówienie wybranych
przykładów konkretnych rozwiązań technicznych, głównie urządzeń służących ograniczeniu negatywnego
oddziaływania spalarni na środowisko. Omówienie zastosowania adsorbentów i katalizatorów w systemach
oczyszczania spalin na konkretnych przykładach. Podanie głównych aktów prawnych dotyczących
termicznego przekształcania odpadów (UE i polskich).
a) wykład; liczba godzin 6;
b) ćwiczenia audytoryjne; liczba godzin 4;
c) ćwiczenia projektowe; liczba godzin 4
Metody dydaktyczne14):
Wykład, rozwiązywanie zadań projektowych, konsultacje, dyskusja
Pełny opis przedmiotu15):
Tematyka wykładów: Klasyfikacja stałych odpadów, ich skład i wartość opałowa, trójkąt Tannera. Proces
spalania – na ruszcie, w złożu fluidalnym, doprowadzanie powietrza. Oczyszczanie spalin – odpylanie
(elektrofiltry, filtry tkaninowe), odsiarczanie (metody mokre, suche), usuwanie HCl/HF, usuwanie NOx
(metody niekatalityczne, katalityczne). Dioksyny - klasyfikacja, prekursory ich powstawania w procesach
termicznych, szkodliwość, skala toksyczności, metody redukcji ich emisji. Adsorpcja i kataliza w procesach
oczyszczania spalin. Węgle/koksy aktywne jako efektywne adsorbenty w oczyszczaniu spalin, adsorbery.
Procesy pirolityczne i ich wykorzystanie do termicznego przekształcania odpadów komunalnych (teoria,
przykłady instalacji). Zastosowanie technik plazmowych. Stałe produkty procesów termicznej utylizacji
odpadów: żużel, popioły lotne, metody ich bezpiecznego zagospodarowania, redukcja wymywalności
metali ciężkich, cementacja, witryfikacja. Akty prawne dotyczące termicznego przekształcania odpadów
(UE i polskie). Liczba, rodzaj i wielkość spalarni odpadów w krajach UE, ich rola w systemie
zagospodarowaniu odpadów. Kontrola oddziaływania spalarni na środowisko. Metody pomiarów
szkodliwych składników spalin. Uzyskiwanie energii cieplnej i elektrycznej ze spalanych odpadów.
Lokalizacja spalarni, kwestia akceptacji społecznej.
Tematyka ćwiczeń: Ocena celowości spalania/pirolizy odpadów z użyciem trójkąta Tannera. Obliczanie
ilości powietrza niezbędnej do efektywnego spalania odpadów. Zapis reakcji chemicznych powstawania
szkodliwych składników spalin. Ocena efektywności systemów odpylania spalin. Reakcje chemiczne
usuwania ze spalin szkodliwych składników gazowych: SO2, HCl i HF, NOx. Usuwanie ze spalin rtęci i jej
związków. Projektowanie efektywnych systemów redukcji emisji dioksyn. Obliczanie wskaźnika
ekwiwalentnej wartości ich toksyczności. Obliczanie parametrów charakteryzujących porowatość węgli
aktywnych. Reakcje podczas wymywania metali ciężkich z żużla i popiołów. Projektowanie typu i wielkości
spalarni wg liczby ludności zamieszkującej dany obszar.
Wymagania formalne (przedmioty
wprowadzające)16):
Systemy ochrony atmosfery
17)
Założenia wstępne :
brak
Efekty kształcenia18):
01 – zna podstawy procesów spalania, pirolizy i
plazmowych, konstrukcje rusztów i złoże fluidalne
02 – zna metody odpylania, odsiarczania,
odazotowania gazów spalinowych i usuwania z nich
dioksyn
03 – zna metody bezpiecznego zagospodarowania
stałych produktów spalania, żużli, popiołów lotnych
04 – zna główne akty prawne dotyczące emisji
zanieczyszczeń z procesów spalania odpadów
Sposób weryfikacji efektów
kształcenia19):
Forma dokumentacji osiągniętych
efektów kształcenia 20):
05 – potrafi obliczyć zapotrzebowanie na powietrze
w procesie spalania odpadów, ilość powstałego
dwutlenku węgla, ilości głównych szkodliwych
składników spalin, ilości stałych produktów
spalania
06 – potrafi napisać reakcje chemiczne usuwania
szkodliwych składników spalin i obliczyć wskaźniki
ekwiwalentnej toksyczności dioksyn
07 – potrafi zaprojektować system oczyszczania
spalin dla spalarni odpadów, wskazać rodzaj i ilość
potrzebnych chemikaliów
efekt 01,02,03,04 – kolokwium po zajęciach wykładowych
efekt 05,06,07 – dwa kolokwia na zajęciach ćwiczeniowych
efekt 01,02,03,04 – treść pytań z kolokwium z oceną
efekt 05,06,07 – treść pytań/zadań z kolokwiów z oceną
1
Elementy i wagi mające wpływ na
ocenę końcową21):
efekt 01,02,03,04 – kolokwium po zajęciach wykładowych - 50%
efekt 05,06,07 – dwa kolokwia na zajęciach ćwiczeniowych (jedno kolokwium - 25%) – 50%
Miejsce realizacji zajęć22):
przedmiot jest realizowany w sali dydaktycznej
Literatura podstawowa i uzupełniająca23):
1. Piecuch T., Dąbek L., Juraszka B.: Spalanie i piroliza odpadów oraz ochrona powietrza przed szkodliwymi składnikami spalin. Wyd. Uczelniane
Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2002.
2. Bilitewski B., Hardtle G., Marek K.: Poradnik gospodarki odpadami. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp. z o.o., Warszawa 2003.
3. Makles Z., Świątkowski A., Grybowska S.: Niebezpieczne dioksyny. Arkady, Warszawa 2001.
4. Warych J.: Oczyszczanie gazów – procesy i aparatura. WNT, Warszawa 1998.
Uzupełniająca 5. Paderewski M.L.: Procesy adsorpcyjne w inżynierii chemicznej. WNT, Warszawa 1999.
6. Sarbak Z.: Kataliza w ochronie środowiska. Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań 2004.
UWAGI24): brak
Wskaźniki ilościowe charakteryzujące moduł/przedmiot25) :
Szacunkowa sumaryczna liczba godzin pracy studenta (kontaktowych i pracy własnej) niezbędna dla osiągnięcia zakładanych efektów
kształcenia18) - na tej podstawie należy wypełnić pole ECTS2:
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
(6 h wykłady + 8 h ćwiczenia + 5 h konsultacje)
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia laboratoryjne,
projektowe, itp.: (4 h ćwiczenia + 5 h konsultacje + 10 h dokończenie projektu w ramach pracy własnej)
55 h
0,8 ECTS
1,0 ECTS
Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia efektami przedmiotu 26)
Nr
/symbol
efektu
01
Wymienione w wierszu efekty kształcenia:
Odniesienie do efektów dla programu
kształcenia na kierunku
zna podstawy procesów spalania, pirolizy i plazmowych, konstrukcje rusztów i złoże
fluidalne
K_W07 +++, K_U05 +++, K_U10 +++,
02
zna metody odpylania, odsiarczania, odazotowania gazów spalinowych i usuwania z nich
dioksyn
K_W07 +++, K_U05 +++, K_U10 +++,
03
zna metody bezpiecznego zagospodarowania stałych produktów spalania, żużli, popiołów
lotnych
K_W07 +++, K_U05 +++, K_U10 +++,
04
zna główne akty prawne dotyczące emisji zanieczyszczeń z procesów spalania odpadów
K_W07 +++, K_U05 +++, K_U10 +++,
05
potrafi obliczyć zapotrzebowanie na powietrze w procesie spalania odpadów, ilość
powstałego dwutlenku węgla, ilości głównych szkodliwych składników spalin, ilości stałych
produktów spalania
K_S05 ++, K_S06 ++
K_S05 ++, K_S06 +++
K_S05 ++, K_S06 +++
K_S05 ++, K_S06 +++
K_W09 ++, K_U10 ++, K_U11 +++,
K_S02 ++, K_S05 +++, K_S06 +++,
K_S07 +
06
potrafi napisać reakcje chemiczne usuwania szkodliwych składników spalin i obliczyć
wskaźniki ekwiwalentnej toksyczności dioksyn
K_W09 +++, K_U10 ++, K_U11 +++,
K_S02 ++, K_S05 +++, K_S06 +++,
K_S07 +
07
potrafi zaprojektować system oczyszczania spalin dla spalarni odpadów, wskazać rodzaj i
ilość potrzebnych chemikaliów
K_W09 +++, K_U10 ++, K_U11 +++,
K_S02 ++, K_S05 +++, K_S06 +++,
K_S07 +
2