Termiczne metody unieszkodliwiania odpadów ECTS 2) 4

Termiczne metody unieszkodliwiania odpadów ECTS 2) 4

Rok akademicki:
Grupa przedmiotów:
Numer katalogowy:
Nazwa przedmiotu1):
Termiczne metody unieszkodliwiania odpadów
Tłumaczenie nazwy na jęz. angielski3):
Thermal methods of waste neutralization
4)
Kierunek studiów :
Ochrona Środowiska
Koordynator przedmiotu5):
Prof. dr hab. inż. Andrzej Świątkowski
Prowadzący zajęcia6):
Prof. dr hab. inż. Andrzej Świątkowski
7)
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
ECTS 2)
4
c) stacjonarne
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z procesami termicznymi w zagospodarowaniu odpadów. W
szczególności zapoznanie z podstawami procesów spalania, pirolizy oraz plazmowych. Zapoznanie z
zagadnieniami teoretycznymi, budową i działaniem elementów instalacji termicznego przekształcania
odpadów. Omówienie wybranych przykładów konkretnych rozwiązań technicznych ze szczególnym
uwzględnieniem urządzeń służących ograniczeniu negatywnego oddziaływania na środowisko. Podanie
podstaw procesów adsorpcji i katalizy szeroko wykorzystywanych w oczyszczaniu gazów spalinowych.
Omówienie właściwości i zastosowania adsorbentów i katalizatorów w systemach oczyszczania spalin na
konkretnych przykładach. Podanie głównych przepisów prawnych dotyczących termicznego
przekształcania odpadów (UE i polskich).
a) wykład; liczba godzin 15;
b) ćwiczenia audytoryjne; liczba godzin 10;
c) ćwiczenia projektowe; liczba godzin 20
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 – konstrukcje rusztów w spalarniach, złoża fluidalne, systemy doprowadzania powietrza
(pierwotne i wtórne). Systemy oczyszczania spalin – odpylanie (elektrofiltry, filtry tkaninowe), usuwanie SO2
(metody mokre, metody suche), usuwanie HCl i HF, usuwanie NOx (metody niekatalityczne SNCR, metody
katalityczne SCR). Dioksyny: klasyfikacja, prekursory ich powstawania w procesach termicznych,
szkodliwość, skala i jednostki toksyczności (I-TEQ), metody redukcji ich emisji (pierwotne, wtórne).
Adsorpcja i kataliza w procesach oczyszczania spalin (adsorbenty, katalizatory). Węgle/koksy aktywne jako
efektywne adsorbenty, ich właściwości i rola w oczyszczaniu spalin. Adsorbery, kinetyka adsorpcji, proces
w warunkach dynamicznych. Procesy pirolityczne i ich wykorzystanie do termicznego przekształcania
odpadów komunalnych (teoria, przykłady instalacji, ich budowa i działanie). Zastosowanie technik
plazmowych. Rodzaje plazmy, reaktory plazmowe. Stałe produkty procesów termicznego przekształcania
odpadów: żużel, popioły lotne, metody ich bezpiecznego zagospodarowania, redukcja wymywalności
metali ciężkich, cementacja, witryfikacja. Pojęcie najlepszej dostępnej techniki BAT. Przepisy prawne
dotyczące termicznego przekształcania odpadów (UE i polskie). Liczba, rodzaj i wielkość spalarni odpadów
w krajach UE oraz ich rola w systemie zagospodarowaniu odpadów. Kontrola oddziaływania spalarni
odpadów na środowisko. Metody pomiarów szkodliwych składników spalin. Termiczne przekształcanie
odpadów w systemie ich kompleksowego zagospodarowania. Uzyskiwanie energii cieplnej i elektrycznej ze
spalanych odpadów. Lokalizacja spalarni i kwestia akceptacji społecznej.
Tematyka ćwiczeń: Ocena celowości spalania bądź pirolizy odpadów z użyciem trójkąta Tannera. Oblicznie
ilości powietrza niezbędnej do efektywnego spalania odpadów. Zapis reakcji chemicznych powstawania
szkodliwych składników spalin. Ocena efektywności działania systemów odpylania spalin. Reakcje
chemiczne usuwania ze spalin ich 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 toksyczności ich jednostki masy I-TEQ. Parametry charakteryzujące
porowatość węgli aktywnych i ich obliczanie. Kinetyka i ciepło adsorpcji. Reakcje podczas wymywania
metali ciężkich z żużla i popiołów. Projektowanie typu i wielkości spalarni według liczby ludności
zamieszkującej dany obszar.
Wymagania formalne (przedmioty
wprowadzające)16):
brak
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 najważniejsze akty prawne dotyczące emisji
zanieczyszczeń z procesów spalania odpadów
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
1
Sposób weryfikacji efektów
kształcenia19):
Forma dokumentacji osiągniętych
efektów kształcenia 20):
efekt 01,02,03,04 – kolokwium na 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
Elementy i wagi mające wpływ na
ocenę końcową21):
efekt 01,02,03,04 – kolokwium na 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.
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:
(15 h wykłady + 30 h ćwiczenia + 5 h konsultacje)
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia laboratoryjne,
projektowe, itp.: (30 h ćwiczenia + 5 h konsultacje + 12 h dokończenie projektu w ramach pracy własnej)
90 h (3,6
ECTS)
2 ECTS
1,9 ECTS
Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia efektami przedmiotu 26)
Nr
/symbol
efektu
01
02
03
04
05
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 +++,
zna metody odpylania, odsiarczania, odazotowania gazów spalinowych i usuwania z nich
dioksyn
K_W07 +++, K_U05 +++, K_U10 +++,
zna metody bezpiecznego zagospodarowania stałych produktów spalania, żużli, popiołów
lotnych
K_W07 +++, K_U05 +++, K_U10 +++,
zna najważniejsze akty prawne dotyczące emisji zanieczyszczeń z procesów spalania
odpadów
K_W07 +++, K_U05 +++, K_U10 +++,
potrafi obliczyć zapotrzebowanie na powietrze w procesie spalania odpadów, ilość
powstałego dwutlenku węgla, ilości głównych szkodliwych składników spalin, ilości stałych
produktów spalania
K_W09 ++, K_U10 ++, K_U11 +++,
K_S05 ++, K_S06 ++
K_S05 ++, K_S06 +++
K_S05 ++, K_S06 +++
K_S05 ++, K_S06 +++
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