APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 1. WPROWADZENIE

Transkrypt

1 APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 1. WPROWADZENIE Wykład dla kierunku Ochrona Środowiska Wrocław, 2015 r.

2 Bilans masowy przykład 1 Przykład: proces wytwarzania fosforu z rudy apatytowej w piecu elektrycznym - zestawienie tabelaryczne PRZYCHÓD ROZCHÓD Surowce Masa, kg Udział, % Produkty Masa, kg Udział, % Ruda apatytowa ,5 Fosfor ,2 Piasek ,0 Żelazofosfor 282 2,0 Koks ,5 Tlenek węgla ,3 Szlaka (żużel) ,5 SUMA SUMA

3 Bilans masowy przykład 2 Przykład: proces wytwarzania fosforu z rudy apatytowej w piecu elektrycznym - schemat blokowy RUDA APATYTOWA kg PIASEK 2370 kg KOKS 1330 kg PIEC ELEKTRYCZNY TLENEK WĘGLA 3668 kg SZLAKA 9000 kg ŻELAZOFOSFOR 282 kg FOSFOR 1000 kg

4 Bilans masowy - przykład 3 Przykład: proces wytwarzania fosforu z rudy apatytowej w piecu elektrycznym wykres Sankeya (wykres strumieniowy)

5 Bilans energetyczny - przykład Przykład: bilans cieplny silnika wykres Sankeya Objaśnienia do rysunku: Q 1 całkowita ilość ciepła doprowadzonego do silnika Q e ilość ciepła zamienionego na pracę użyteczną Q ch straty chłodzenia ilość ciepła odprowadzonego do czynnika chłodzącego Q w strata wylotowa ilość ciepła odprowadzonego ze spalinami Q ns strata spalania ilość ciepła straconego na wskutek niezupełnego spalania Q ot straty ciepła odprowadzonego do otoczenia

6 c) przebiegające pod ciśnieniem niższym od atmosferycznego Symbole schematu ideowego Procesy jednostkowe bez reakcji chemicznej Procesy jednostkowe z reakcją chemiczną a) przebiegające pod ciśnieniem normalnym (atmosferycznym) b) przebiegające pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego

7 Schematy ideowe przykład 1 PRODUKCJA SUROWEGO GAZU SYNTEZOWEGO Z GAZU ZIEMNEGO W ZA PUŁAWY (Puławy II) Konwersja parowa (reforming parowy) T = K p = 3 3,5 MPa katalizator: Ni na nośniku Al 2 O 3 3 Dopalanie Objaśnienia: 1 odsiarczony gaz ziemny, 2 para wodna, 3 gaz po konwersji (H 2, CO, CO 2, H 2 O, CH 4 ), 4 powietrze, 5 surowy gaz syntezowy (H 2-56%, N 2 22%, CO 16%, CO 2 6%, CH 4 ~0,3%) Opracowanie na podstawie: Przemysł azotowy, [on-line] 5

8 Schematy ideowe przykład 2 PROCES WYTWARZANIA SŁODU powietrze woda C powietrze kondycjonowane C powietrze C jęczmień Mycie i moczenie t = C czas łączny: 30 godz. Słodowanie bębnowe czas: 8 dni Suszenie maks. temp. słodu: 95 C Oddzielanie kiełków jęczmień namoczony czas: 24 godz. powietrze kiełkujące ziarno jęczmienia ziarna z kiełkami woda + spławki powietrze 17 C powietrze wilgotne kiełki słód

9 Schematy ideowe przykład SPALANIE 1000 K 6 OTRZYMYWANIE SIARKI METODĄ CLAUSA 4 CHŁODZENIE 300 C 4 KONWERSJA I 300 C C 13 5 CHŁODZENIE I 300 C 5 7 CHŁODZENIE II 150 C 9 KONWERSJA II 9 CHŁODZENIE III 150 C DOPALANIE MAGAZYNO- -WANIE 13 CHŁODZENIE IV 15 Objaśnienia: 1 gaz bogaty w siarkowodór, 2 - powietrze z dmuchawy, 3 - gaz opałowy, 4 - gazy spalinowe, 5 gazy poreakcyjne, 6 - para nasycona, 7 - gazy z wieży myjącej, 8 - schłodzona ciekła siarka, 9 - gaz po wykropleniu par siarki, 10 - gaz z resztkami siarkowodoru, 11 gaz niezawierający siarkowodoru, 12 - siarka, 13 - siarka zawracana do obiegu, 14 woda chłodząca, 15-99,6% siarka ciekła do płatkowania 8 11 Opracowanie na podstawie: Technologia chemiczna, [on-line] TCh_seminarium_1.pdf

10 Schematy ideowe przykład 4 PROCES REGENERACJI AMONIAKU PRZY PRODUKCJI SODY KALCYNOWANEJ Źródło: Warych J., Aparatura chemiczna i procesowa. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 1996 Objaśnienia: 1 - przesącz z filtrów, 2 - gaz zawierający amoniak, 3 - woda amoniakalna, 4 - gazy do absorpcji amoniaku, 5 - mleko wapienne, 6 woda podestylacyjna, 7 - ciecz odpadowa, 8 para grzejna, 9 - woda chłodząca, 10 - woda odlotowa z chłodnicy

11 Schematy ideowe przykład 5 PRODUKCJA SALETRY AMONOWEJ METODĄ STENGELA Źródło: Pikoń J., Aparatura chemiczna. PWN, Warszawa, 1978

12 Symbole schematu wstępnego Symbole urządzeń przemysłu chemicznego można znaleźć w: normie branżowej BN-72/ , polskiej normie PN-EN ISO : Zbiór symboli z różnych branż można znaleźć w książce Tadeusza Dobrzańskiego Rysunek techniczny maszynowy.

13 Schematy wstępne przykład 1 PROCES WYTWARZANIA KWASU SIARKOWEGO Objaśnienia: 1 kolumna odpędowa (desorber), 2 wieża susząca, 3 wymienniki ciepła, 4 reaktor katalityczny, 5 absorbery, 6 chłodnice kwasu obiegowego, 7 chłodnica produktu, 8 zbiorniki przepompowe Źródło: Warych J., Aparatura chemiczna i procesowa. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 1996

14 Schematy wstępne przykład 2 WĘZEŁ WYTWARZANIA SUROWEGO GAZU SYNTEZOWEGO Z GAZU ZIEMNEGO NA DRODZE KONWERSJI PAROWEJ Objaśnienia: 1 sprężarka powietrza, 2 wymiennik ciepła (podgrzewacz gazu ziemnego i powietrza), 3 reformer z rurami z katalizatorem i palnikami, 4 dopalacz, 5 chłodnica Źródło: Przemysł azotowy, [on-line]

15 Schematy wstępne przykład 3 INSTALACJA DO OCZYSZCZANIA GAZÓW Z TLENKÓW AZOTU W ROZTWORACH ALKALICZNYCH Objaśnienia: 1 komora utleniająca, 2,3 absorbery, 4 odkraplacz, 5 komin, 6 wyparka, 7 transporter taśmowy, 8 chłodnica, 9 zbiornik roztworu absorpcyjnego Źródło: Kuropka J., Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń gazowych: urządzenia i technologia. Wrocław, 1991

16 Schematy wstępne przykład 4 OTRZYMYWANIE PŁATKÓW ZIEMNIACZANYCH Objaśnienia: 1 płuczka, 2 zaparzarka, 3 obieraczka bębnowa, 4 przenośnik ślimakowy, 5 przenośnik taśmowy, 6 krajalnica, 7 płuczka, 8 blanszownik ślimakowy, 9 zbiornik SO 2, 10 chłodnica, 11 - przenośnik ślimakowy, 12 parownik, 13 zbiornik dodatków spulchniających i substancji dodatkowych, 14 ryżownik, 15 suszarnia walcowa, 16 młynek bijakowy, 17 przesiewacz płaski, 18 magazyn odpadów użytkowych (mąki), 19 magazyn płatków ziemniaczanych Źródło: Boruch M., Król B., Procesy technologii żywności. Łódź, 1993

17 do części 2 Schematy techniczne przykład cz.1 PRODUKCJA SALETRY AMONOWEJ METODĄ STENGELA Źródło: Pikoń J., Aparatura chemiczna. PWN, Warszawa, 1978

18 do części 1 do części 3 Schematy techniczne przykład cz.2 PRODUKCJA SALETRY AMONOWEJ METODĄ STENGELA Źródło: Pikoń J., Aparatura chemiczna. PWN, Warszawa, 1978

19 do części 2 Schematy techniczne przykład cz.3 PRODUKCJA SALETRY AMONOWEJ METODĄ STENGELA Źródło: Pikoń J., Aparatura chemiczna. PWN, Warszawa, 1978