Wydział Inżynierii Środowiska PWr
Transkrypt
Wydział Inżynierii Środowiska PWr
2016-03-15 APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 1. WPROWADZENIE Wykład dla kierunku Ochrona Środowiska Wrocław, 2016 r. Ochrona środowiska - definicje Ochrona środowiska ̶ szereg podejmowanych przez człowieka działań zmierzających do zachowania środowiska naturalnego w stanie ukształtowanym przez naturalne procesy zachodzące na kuli ziemskiej od zarania jej powstania. Ochrona środowiska ̶ podjęcie lub zaniechanie działań, umożliwiające zachowanie lub przywracanie równowagi przyrodniczej (równowagi we wzajemnym oddziaływaniu: człowieka, składników przyrody żywej i układu warunków siedliskowych). Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. (Dz. U. z 2001 r. Nr 62, poz. 627) PRAWO OCHRONY ŚRODOWISKA 1 2016-03-15 Działania podejmowane w ochronie środowiska • Działania organizacyjno-prawne ̶ dotyczą organizacji działań administracyjnych w zakresie ochrony środowiska i stanowienia prawa jego ochrony. • Działania inżynieryjno-techniczne z inżynierią ochrony środowiska. ̶ związane są Inżynieria ochrony środowiska ̶ zespół działań i środków technicznych pozwalających w sposób czynny przywracać zdegradowanemu środowisku jego naturalne właściwości i (lub) nie dopuszczać do utraty tych właściwości. Inżynieria i aparatura procesowa w inżynierii ochrony środowiska • Zadaniem inżynierii procesowej jest takie poznanie i opracowanie procesów jednostkowych, które umożliwiłoby przewidywanie i obliczanie ich przebiegu na dowolną skalę, bez potrzeby wykonywania pracochłonnych i kosztownych doświadczeń w skali laboratoryjnej i ułamkowo-technicznej. • Zadaniem aparatury procesowej jest przeprowadzenie założonych procesów jednostkowych, które odpowiednio dobrane i uszeregowane stanowią technologię procesu produkcyjnego, wytwórczego, oczyszczania wody, oczyszczania ścieków lub gazów poprodukcyjnych, itp. 2 2016-03-15 Procesy jednostkowe Procesy jednostkowe dotyczą występujących w danej technologii fizycznych, fizykochemicznych, chemicznych, elektrochemicznych, biochemicznych i biologicznych przemian materii. Proces jednostkowy to elementarna część składowa procesu technologicznego. Proces technologiczny ̶ to zespół odpowiednio dobranych i uszeregowanych procesów jednostkowych, w wyniku których z surowców i półproduktów oraz substancji obojętnych uzyskuje się w instalacji określone produkty. Procesy podstawowe i jednostkowe Procesy podstawowe: 1) mechaniczne (służące do przenoszenia pędu), 2) cieplne (służące do wymiany ciepła), 3) dyfuzyjne (służące do wymiany masy), 4) procesy z reakcją chemiczną, 5) procesy biochemiczne, 6) procesy termodynamiczne. 3 2016-03-15 1) Jednostkowe procesy mechaniczne • • • • • • • • • • • • transport (przenoszenie); magazynowanie; rozdrabnianie; sortowanie (przesiewanie); aglomeracja (granulacja, prasowanie); klasyfikacja; sedymentacja (odstawanie); flotacja; mieszanie; wirowanie; odpylanie; … 2) Jednostkowe procesy cieplne • • • • • • • chłodzenie; podgrzewanie; skraplanie (kondensacja); wrzenie; odparowywanie (odpędzanie); zatężanie; … 4 2016-03-15 3) Jednostkowe procesy dyfuzyjne • • • • • • • • • • destylacja; rektyfikacja (destylacja frakcyjna); absorpcja; adsorpcja; desorpcja; ekstrakcja; suszenie; nawilżanie; krystalizacja; … 4) Jednostkowe procesy z r. chemiczną • • • • • • • utlenianie; redukcja; nitrowanie; chlorowanie; ozonowanie; uwodornianie; … 5 2016-03-15 5) Jednostkowe procesy biochemiczne • • • • fermentacja (np. etanolowa, metanowa, octowa); biodegradacja; reakcje enzymatyczne; … 6)Jednostkowe procesy termodynamiczne • • • • dławienie gazów i cieczy; sprężanie; chłodzenie z równoczesnym sprężaniem gazu; … 6 2016-03-15 Ważne definicje związane z procesami technologicznymi – cz.1 Technologiczna koncepcja procesu ̶ wybór i uszeregowanie procesów jednostkowych składających się na proces technologiczny oraz określenie sposobu ich realizacji. Instalacja technologiczna (produkcyjna) ̶ zespół odpowiednio dobranych urządzeń, przeznaczonych do prowadzenia procesu technologicznego według przyjętej (określonej) koncepcji technologicznej. Proces produkcyjny ̶ to całokształt czynności technologicznych i organizacyjnych wymaganych dla praktycznej realizacji procesu technologicznego w instalacji. Ważne definicje związane z procesami technologicznymi – cz.2 Cykl produkcyjny ̶ zespół procesów jednostkowych zawartych między dwoma najbliższymi takimi samymi etapami okresowego procesu technologicznego. Tok technologiczny ̶ warunki prowadzenia procesu technologicznego według określonej koncepcji technologicznej, charakteryzowane wartościami wszystkich parametrów technologicznych procesu. Parametr technologiczny ̶ wielkość określająca warunki przebiegu procesu jednostkowego (np. ciśnienie, temperatura, stężenie, strumień masy, strumień objętości itp.). 7 2016-03-15 Ważne definicje związane z procesami technologicznymi – cz.3 Surowiec ̶ materiał pochodzenia mineralnego, zwierzęcego, roślinnego lub półprodukt, z którego w wyniku procesu produkcyjnego otrzymuje się produkt (produkty) lub półprodukty. Półprodukt ̶ produkt otrzymany w wyniku zakończenia etapu procesu produkcyjnego lub całego procesu produkcyjnego i przeznaczony do dalszej przeróbki w innym procesie produkcyjnym. Nadawa ̶ ilość surowców i półproduktów wprowadzana w jednostce czasu do instalacji pracującej w sposób ciągły. Wsad (szarża) ̶ ilość surowców i półproduktów wprowadzana jednorazowo do instalacji w sposób okresowy. 8