APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 5. MAGAZYNOWANIE CIAŁ STAŁYCH, CIECZY I GAZÓW

Transkrypt

1 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

2 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/ , ISO 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

3 Oznaczenia symboliczne BN-72/ , ISO powierzchnie magazynowe otwarte; 5. pomieszczenia zamknięte; 6. butle (cylindry); 7. worki; 8. beczki. Właściwości magazynowanych ciał stałych gęstość nasypowa przykłady Materiał Gęstość nasypowa, kg/m 3 Materiał Gęstość nasypowa, kg/m 3 piasek rzeczny piasek kopany 0 2 mm 1700 żwir ~1700 cement węgiel kamienny orzech węgiel kamienny drobny węgiel kamienny gruby wapno hydratyzowane chlorek sodu 1140 koks

4 Właściwości magazynowanych ciał stałych kąt naturalnego zsypu przykłady Materiał koks węgiel kamienny gruby węgiel kamienny orzech węgiel kamienny drobny Średnia wartość kąta naturalnego zsypu cement 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 Naukowo- Techniczne, Warszawa,

5 pryzmy Przykryte Statycznie Napowietrzane Pryzmy w kompostowni Źródło: wcinatcol.home.pl/?page_id=651 Pryzmy sezonowanego urobku czerpalnego (przeznaczenie: kształtowanie krajobrazu, rekultywacja składowisk odpadów) Źródło: magazyny półotwarte Wiata magazynowa Źródło: Hala łukowa Źródło:test.jacol.com.pl/index.php?page=nowosci&nowo sci=polyplus 5

6 magazyny zamknięte Źródło: protan-elmark.com.pl/hale-magazynowe/ 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,

7 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 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

8 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 wapiennego instalacje odsiarczania; Silos kamienia wapiennego nr 3 w Elektrowni Turów (Zmagazynowany kamień wapienny przy pomocy przenośnika dozowany jest do kruszarki, gdzie ma miejsce jego kruszenie) Źródło: 8

9 Zasobniki i silosy w ochronie środowiska przykłady silosy mączki wapiennej instalacje odsiarczania; Silos mączki wapiennej nr 4 w Elektrowni Turów Źródło: 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: 9

10 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: wysyp materiałów sypkich a) b) c) Rodzaje wysypu materiału sypkiego: a) normalny, b) hydrauliczny, c) pośredni 10

11 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 zapobieganie powstawaniu sklepień a) b) c) Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa,

12 zapobieganie powstawaniu sklepień Silos z opróżnianiem ślimakowym Źródło: zapobieganie powstawaniu sklepień Wygarniacz z uchylnymi ramionami Źródło: 12

13 zapobieganie powstawaniu sklepień zbiorniki z ruchomym dnem; Źródło: zapobieganie powstawaniu sklepień stosowanie ram poślizgowych Źródło: 13

14 zapobieganie powstawaniu sklepień stosowanie przesuwnych ram rozładowczych Źródło: zapobieganie powstawaniu sklepień dodawanie substancji zmniejszających tarcie; stosowanie dysz pneumatycznych; Źródło: 14

15 zapobieganie powstawaniu sklepień stosowanie generatorów fal uderzeniowych/ pulsatorów; Zasobnik rudy żelaza z zabudowanymi generatorami fal Generatory fal uderzeniowych zabudowane na absorberze uderzeniowych Źródło: zapobieganie powstawaniu sklepień stosowanie układów wibrujących Źródło: _hori_silos.html Źródło: dojarkidream.pl/wibrator-do-silosu/ 15

16 zapobieganie powstawaniu sklepień dna wybierające z wibratorami elektrycznymi; Źródło: zapobieganie powstawaniu sklepień stosowanie obijaków/odbijaków/młotków pneumatycznych; Źródło: 16

17 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,

18 Magazyny cieczy podział 5) ze względu na kształt dna: z dnami płaskimi - rys a); z dnami płaskimi z użebrowaniem- rys e) i g); z dnami płaskimi wyoblonymi - rys f); z dnami stożkowymi bez wyoblenia rys b); z dnami stożkowymi z wyobleniem rys c); z dnami elipsoidalnymi rys d). a) b) c) d) e) f) g) Otwarte magazyny cieczy zastosowania Otwarte osadniki wstępne w Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Koziegłowach Źródło: 18

19 Zamknięte magazyny cieczy zastosowania Hermetyzacja osadników wstępnych w Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Koziegłowach Źródło: Magazyny cieczy konstrukcje pokryw a) b) c) Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa,

20 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: 20

21 Zbiorniki cylindryczne poziome Popularne zastosowania: przydomowe zbiorniki LPG (Liquefied Petroleum Gas) gazów płynnych, np. propan, propan-butan, butan; Źródło: ladnydom.pl/budowa/1,106577, html zbiorniki na olej opałowy i olej napędowy; Źródło: ages/zbiorniki_olej-1i2plaszczowe/02.jpg Zbiorniki cylindryczne poziome zbiorniki na wodę pitną; szamba; zbiorniki na deszczówkę. Źródło: niki_pitna/56.jpg Źródło: 21

22 Zbiorniki kuliste Przykłady zastosowań: zbiorniki LPG; Źródło: Źródło: zbiorniki LNG (Liquefied Natural Gas) skroplony gaz ziemny; Zbiorniki kuliste zbiorniki/zasobniki wody; zbiorniki wody w wieżach ciśnień. Kulisty zbiornik wody, Downsville, USA Źródło: landmarkhunter.com/ 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

23 Zbiorniki kroplokształtne Najczęściej przeznaczone są do magazynowania paliw płynnych. Zbiornik butanu Źródło: Magazynowanie gazów Zbiorniki do magazynowania gazów podzielić można na: niskociśnieniowe (5-8 kpa) o zmiennej objętości: mokre; suche; wysokociśnieniowe o stałej objętości. 23

24 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 Naukowo- Techniczne, Warszawa,

25 Zbiorniki niskociśnieniowe dzwonowe Źródło: 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,

26 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 Naukowo- Techniczne, 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 26

27 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 Zbiorniki wysokociśnieniowe Cylindryczne zbiorniki sprężonego powietrza Źródło: Kuliste zbiorniki na CNG (Compressed Natural Gas) sprężony gaz ziemny Źródło: 27

28 Zbiorniki wysokociśnieniowe butle Kodowanie barwne butli gazowych do gazów technicznych zgodnie z PN-EN Źródło: instalator.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=5311%3alaczenie-instalacjirurowych-gazowe-bezpieczestwo-butle-z-wami&itemid=158&lang=pl 28