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