Projektowanie Biznesu Ekologicznego Wykład 2 Adriana Zaleska-Medynska Katedra Technologii Środowiska, p. G202

Podobne dokumenty
TECHNOLOGIA CHEMICZNA JAKO NAUKA STOSOWANA GENEZA NOWEGO PROCESU TECHNOLOGICZNEGO CHEMICZNA KONCEPCJA PROCESU

Projekt technologiczny

TECHNOLOGIA CHEMICZNA JAKO NAUKA STOSOWANA GENEZA NOWEGO PROCESU TECHNOLOGICZNEGO CHEMICZNA KONCEPCJA PROCESU

TECHNOLOGIA CHEMICZNA JAKO NAUKA STOSOWANA GENEZA NOWEGO PROCESU TECHNOLOGICZNEGO CHEMICZNA KONCEPCJA PROCESU SCHEMAT IDEOWY

I. KATALITYCZNE PROCESY CHEMICZNE...

BILANS CIEPLNY CZYNNIKI ENERGETYCZNE

Technologia chemiczna. Zajęcia 1

PROCES PRODUKCYJNY 1

Projektowanie Procesów Biotechnologicznych. wykład 2 październik Cykl Badawczo-projektowo-wdrożeniowy Źródła informacji literaturowych

LIDER WYKONAWCY. PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. Oddział Elektrownia Turów

1. Zaproponuj doświadczenie pozwalające oszacować szybkość reakcji hydrolizy octanu etylu w środowisku obojętnym

Podstawy teoretyczne technologii chemicznej / Józef Szarawara, Jerzy Piotrowski. Warszawa, Spis treści. Przedmowa 13

TEST PRZYROSTU KOMPETENCJI Z CHEMII DLA KLAS II

Układ treści projektu z przedmiotu Projektowanie inżynierskie i technologiczne UKŁAD POGLĄDOWY SZCZEGÓŁY PODANE ZOSTAŁY NA ZAJĘCIACH

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

a) 1 mol b) 0,5 mola c) 1,7 mola d) potrzebna jest znajomość objętości zbiornika, aby można było przeprowadzić obliczenia

APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 1. WPROWADZENIE

Technologia chemiczna. Zajęcia 2

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Chemiczny LABORATORIUM PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

OPRACOWANIE TECHNOLOGII ZGAZOWANIA WĘGLA DLA WYSOKOEFEKTYWNEJ PRODUKCJI PALIW I ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Opis przedmiotu

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

MODUŁ 3. WYMAGANIA EGZAMINACYJNE Z PRZYKŁADAMI ZADAŃ

Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej

Obliczenia stechiometryczne, bilansowanie równań reakcji redoks

Zagadnienia do pracy klasowej: Kinetyka, równowaga, termochemia, chemia roztworów wodnych

PRAKTYCZNE ASPEKTY WDRAŻANIA BAT W SEKTORZE PRODUKCJI -wstępny przegląd środowiskowy

GEKON - Generator Koncepcji Ekologicznych

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ

Wykład 10 Równowaga chemiczna

Uzdatnianie wody. Ozon posiada wiele zalet, które wykorzystuje się w uzdatnianiu wody. Oto najważniejsze z nich:

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

TECHNOLOGIA CHEMICZNA. Zasady zaliczenia

Czysty wodór w każdej gminie

Odkrycie. Patentowanie. Opracowanie procesu chemicznego. Opracowanie procesu produkcyjnego. Aktywność Toksykologia ADME

RYZYKO INWESTYCJI, DOJRZAŁOŚĆ TECHNOLOGII DO WDROŻENIA PRZEMYSŁOWEGO

TECHNOLOGIA CHEMICZNA BILANS MATERIAŁOWY I CIEPLNY PROCESU TECHNOLOGICZNEGO. dr inż. Anna Zielińska-Jurek Pok. 026 Ch.A.

Podstawy Technologii Chemicznej

PLAN STUDIÓW NR II PROFIL OGÓLNOAKADEMICKI POZIOM STUDIÓW: STUDIA DRUGIEGO STOPNIA (1,5-roczne magisterskie) FORMA STUDIÓW:

Technologia syntezy amoniaku. Od Habera i Boscha do nowoczesnych procesów niskociśnieniowych

KARTA PRZEDMIOTU. 2. Kod przedmiotu:

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Efekty przewidziane do realizacji od semestru zimowego roku akademickiego

ZADANIE 1 W temperaturze 700 K gazowa mieszanina dwutlenku węgla i wodoru reaguje z wytworzeniem pary wodnej i tlenku węgla. Stała równowagi reakcji

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne, szybkość reakcji chemicznych

Odwracalność przemiany chemicznej

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Efekty przewidziane do realizacji od semestru zimowego roku akademickiego

Zaawansowane techniki utleniania. Mokre utlenianie powietrzem Adriana Zaleska-Medynska. Wykład 9

PLAN STUDIÓW NR IV PROFIL OGÓLNOAKADEMICKI POZIOM STUDIÓW: STUDIA DRUGIEGO STOPNIA (1,5-roczne magisterskie) FORMA STUDIÓW:

PRZYKŁADY INSTALACJI DO SPALANIA ODPADÓW NIEBEZPIECZNYCH

Księgarnia PWN: Kazimierz Szatkowski - Przygotowanie produkcji. Spis treści

a. Dobierz współczynniki w powyższym schemacie tak, aby stał się równaniem reakcji chemicznej.

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII... DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2011/2012 eliminacje wojewódzkie

PRODUKCJA I ZASTOSOWANIE NAWOZÓW MINERALNYCH W KONTEKŚCIE OCHRONY KLIMATU

ZARZĄDZANIE ŚRODOWISKIEM I EKOLOGISTYKA ĆWICZENIA 3 ZARZĄDZANIE ŚRODOWISKIEM I EKOLOGISTYKA

Zespół C: Spalanie osadów oraz oczyszczania spalin i powietrza

Moduły kształcenia. Efekty kształcenia dla programu kształcenia (kierunku) MK_06 Krystalochemia. MK_01 Chemia fizyczna i jądrowa

DOBÓR APARATÓW TECHNOLOGICZNYCH

Wytwarzanie amoniaku, kwasu azotowego(v) i nawozów azotowych 311[31].Z5.04

VIII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2015/2016

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami. technik technologii chemicznej 311[31]

PLAN STUDIÓW NR V PROFIL OGÓLNOAKADEMICKI POZIOM STUDIÓW: STUDIA DRUGIEGO STOPNIA (1,5-roczne magisterskie) FORMA STUDIÓW:

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów i symboli... XIII VII

KONCEPCJA TECHNOLOGICZNA

Bilans materiałowy TECHNOLOGIA CHEMICZNA BILANS MATERIAŁOWY I CIEPLNY PROCESU TECHNOLOGICZNEGO

Komentarz technik technologii chemicznej 311[31]-01 Czerwiec 2009

Sylabus przedmiotu: Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Kierunek: Opis przedmiotu. Dane podstawowe. Efekty i cele. Opis.

Aparatura szklana QVF

Pracownia. Cwiczenie 23

Instalacja testowa do wytwarzania biowęgla z różnych rodzajów biomasy

Model odpowiedzi i schemat oceniania arkusza I

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów i symboli

analogicznie: P g, K g, N g i Mg g.

Ćwiczenia audytoryjne z Chemii fizycznej 1 Zalecane zadania kolokwium 1. (2018/19)

Chemia Fizyczna Technologia Chemiczna II rok Wykład 1. Kierownik przedmiotu: Dr hab. inż. Wojciech Chrzanowski

Rozwój pomp ciepła sprawność energetyczna i ekologia

TECHNOLOGIA ŻYWNOŚCI CZ. 1 PODSTAWY TECHNOLOGII ŻYWNOŚCI

KONKURS CHEMICZNY ROK PRZED MATURĄ

PLAN STUDIÓW NR VI. STUDIA PIERWSZEGO STOPNIA (3,5-letnie inżynierskie)

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 2, zadanie nr 1 1

... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

Małopolski Konkurs Chemiczny dla Gimnazjalistów

Lista materiałów dydaktycznych dostępnych w Multitece Chemia Nowej Ery dla klasy 7

X / \ Y Y Y Z / \ W W ... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

Proponowane tematy prac dyplomowych jakie mogłyby być realizowane we współpracy z Grupą Azoty S.A. z siedzibą w Tarnowie.

MODUŁ 3. WYMAGANIA EGZAMINACYJNE Z PRZYKŁADAMI ZADAŃ

Zadanie 2. (1 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków w odpowiednie kolumny. CrO CO 2 Fe 2 O 3 BaO SO 3 NO Cu 2 O

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy. dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2013/2014

Raport końcowy kamienie milowe (KM) zadania 1.2

ZARZĄDZANIE ŚRODOWISKIEM I EKOLOGISTYKA ĆWICZENIA 4 ZARZĄDZANIE ŚRODOWISKIEM I EKOLOGISTYKA ĆWICZENIA 4

Chemia - laboratorium

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: STC OS-s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 1. WPROWADZENIE

ARKUSZ 1 POWTÓRZENIE DO EGZAMINU Z CHEMII

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

a) jeżeli przedstawiona reakcja jest reakcją egzotermiczną, to jej prawidłowy przebieg jest przedstawiony na wykresie za pomocą linii...

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 STOPIEŃ WOJEWÓDZKI 9 MARCA 2018 R.

OFERTA TEMATÓW PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH do zrealizowania w Katedrze Aparatury i Maszynoznawstwa Chemicznego

Technologia Chemiczna II st. od roku akad. 2015/2016

Transkrypt:

Projektowanie Biznesu Ekologicznego Wykład 2 Adriana Zaleska-Medynska Katedra Technologii Środowiska, p. G202

Wykład 2 1. Jak przejść od pomysłu do przemysłu? 2. Projekt procesowy: koncepcja chemiczna i technologiczna

Jak przejść od pomysłu do przemysłu? Czy przejście od skali laboratoryjnej do wielkiej produkcji jest trudne?

Przejście od skali laboratoryjnej do wielkiej produkcji SUROWCE URZĄDZENIA pomysł skala laboratoryjna skala przemysłowa

Skala przemysłowa Silosy do mąki Zbiornik fermentacji drożdży Automat do formowania ciasta Komora fermentacji Automat załadowczy Piec komorowy

Cechy charakterystyczne duża skala strona ekonomiczna zagadnienia aspekt środowiskowy

Podstawy technologii chemicznej obejmują: opis procesów technologicznych projekt procesowy procesy pomocnicze w technologii chemicznej

Do procesów pomocniczych technologii chemicznej zaliczamy: gospodarkę ciepłem; wytwarzanie próżni i ciśnienia produkcję gazów technicznych zagospodarowanie odpadów uzdatnianie i dezynfekcję wody oczyszczanie ścieków

Fazy i etapy opracowywania technologii [Synoradzki, Wisialski, 2006]

Współczesne uwarunkowania projektowania procesowego Nowe materiały aparaturowe i konstrukcyjne Wykorzystanie komputerów Wzrastające wymogi ochrony środowiska Rosnące koszty energii

Poziomy dojrzałości technologii (technology readiness levels, TRL) TRL 0: Idea. Koncepcja niepotwierdzona, brak testów potwierdzających. TRL 1 : Badania podstawowe. Hipotezy i obserwacje dotyczące założeń ale brak dowodów eksperymentalnych. TRL 2: Zaproponowanie technologii. Sformułowanie koncepcji oraz zastosowań. TRL 3:Badania stosowane. Pierwszy badania laboratoryjne; potwierdzenie koncepcji. TRL 4: Prototyp w małej skali zbudowany w środowisku laboratoryjnym ( ugly prototype ). TRL 5: Prototyp w dużej skali przetestowany w zamierzonym środowisku. TRL 6: Prototypowy układ przetestowany w zamierzonym środowisku zbliżonym do warunków rzeczywistych. TRL 7: Układ demonstracyjny pracujący w środowisku operacyjnym w skali przed-komercyjnej. TRL 8: Pierwszy system zbliżony do komercyjnego. Rozwiązanie problemów produkcyjnych. TRL 9: Zastosowanie komercyjne, technologia dostępna dla konsumentów.

Poziomy dojrzałości technologii -prototypy

Poziomy dojrzałości technologii prototypy ugly prototype

Projekt procesowy

Projekt procesowy I. Koncepcja chemiczna I.1. Ogólna charakterystyka i zapotrzebowanie wyrobu I.2. Światowe kierunki sposobów wytwarzania i rozwiązań technicznych I.3. Charakterystyka proponowanej metody I.4. Charakterystyka surowców I.5. Charakterystyka produktu głównego i ubocznych I.6. Charakterystyka odpadów i ścieków z omówieniem możliwości ich utylizacji, magazynowania lub neutralizacji II. Koncepcja technologiczna II.1. Schemat ideowy II.2. Indywidualne parametry poszczególnych procesów i operacji jednostkowych II.3. Bilans materiałowy II.4. Bilans energetyczny II.5. Opis procesu technologicznego II.6. Schemat technologiczny II.7. Materiały konstrukcyjne i ochrona przed korozją II.8. Zestawienie aparatów i urządzeń II.9. Harmonogram pracy aparatów II.10. Kontrola produkcji II.11. Zapotrzebowanie siły roboczej II.12. Zagadnienia higieny i bezpieczeństwa pracy II.13. Ocena oddziaływania na środowisko III. Opracowanie wstępnego uzasadnienia ekonomicznego IV. Literatura

Koncepcja chemiczna i technologiczna procesu Koncepcja chemiczna procesu Dokonanie wyboru surowcówi ustalenie szeregu przemian chemicznych i fizycznych zapewniających otrzymanie produktu. Koncepcja technologiczna procesu Jest to określenie liczby, kolejności i rodzajów procesów podstawowych niezbędnych do prowadzenia produkcji.

Pełna koncepcja chemiczna metody obejmuje: Ustalenie równań stechiometrycznych proponowanych reakcji chemicznych Wykonanie obliczeń stechiometrycznych, podanie bilansu stechiometrycznego i teoretycznych wskaźników zużycia surowców Wykonanie obliczeń termodynamicznych obejmujących: Stałe równowagi chemicznej i fazowej proponowanych przemian Skład równowagowy układu Wpływ temperatury, ciśnienia i składu początkowego na stan równowagi układu reakcyjnego Efekty cieplne przemian chemicznych i fazowych Dokonanie wstępnej kalkulacji kosztów produkcji Dokonanie wstępnej weryfikacji koncepcji chemicznej, dobranie optymalnego wariantu z szeregu teoretycznie możliwych Obliczenie lub wyznaczenie doświadczalne właściwości fizykochemicznych czystych reagentów i ich mieszanin Doświadczalne przebadanie kinetyki wybranych przemian chemicznych i fazowych, wyznaczenie szybkości oraz równań kinetycznych dla wszystkich reakcji chemicznych, dobór katalizatorów

Dodatkowo należy brać pod uwagę następujące uwarunkowania: Ochronę środowiska Gospodarkę odpadami Dostępność energii, wody technologicznej i chłodzącej Gwarancję dostaw surowców Powiązanie nowej instalacji z innymi istniejącymi w kombinacie chemicznym Tendencje cen krajowych i zagranicznych Czystość patentową metody Sposób prowadzenia procesu (okresowy/ ciągły) Rachunek ekonomiczny

Jak możemy otrzymać azotan amonu (NH 4 NO 3 )? Przykład wariantów koncepcji

Wytwarzanie azotanu(v) amonu (NH 4 NO 3 ) Przykład wariantów koncepcji 1. Otrzymywanie azotanu(v) amonu metodą laboratoryjną Surowce główne: wodny roztwór amoniaku kwas azotowy a) NH 4 OH + HNO 3 NH 4 NO 3 + H 2 O reakcja silnie egzotermiczna b) Odparowanie roztworu i krystalizacja azotanu (V) amonu metoda laboratoryjna wytwarzania azotanu amonu z amoniaku i kwasu azotowego jest podstawą rozwiązań przemysłowych zagadnienie sprowadza się do znalezienia ekonomicznych metod przemysłowych wytwarzania półproduktów

Wytwarzanie azotanu(v) amonu (NH 4 NO 3 ) Przykład wariantów koncepcji 2. Najdawniejsza metoda przemysłowa otrzymywania azotanu(v) amonu (dzisiaj tylko o znaczeniu historycznym) Surowce główne: woda amoniakalna (z gazowni) saletra chilijska (NaNO 3 ) Surowiec pomocniczy: kwas siarkowy a) NaNO 3 + H 2 SO 4 HNO 3 + NaHSO 4 b) NH 4 OH+ HNO 3 NH 4 NO 3 + H 2 O (jak w metodzie 1) c) odparowanie i krystalizacja NH 4 NO 3 (jak w metodzie 1) otrzymywanie amoniaku jako produktu ubocznego w gazowniach, a kwasu azotowego z saletry chilijskiej nie mogło rozwiązać zagadnienia wytwarzania związków azotowych w dużej skali i ma jedynie znaczenie historyczne

Przykład wariantów koncepcji Zagadnienia przemysłowej produkcji azotanu(v) amonu polegały na: 1.wyeliminowaniu surowców możliwych do uzyskania w sposób bardzo ograniczony (amoniak z gazowni, saletra chilijska) i zastąpieniu ich surowcami głównymi, których zapasy są praktycznie nieograniczone (XXXXXXXXXXXXX) 2.znalezieniu takiego rozwiązania, w którym wykorzystuje się ciepło reakcji egzotermicznej amoniaku z kwasem azotowym dla odparowania roztworu azotanu amonu( z wyeliminowaniem niebezpieczeństwa wybuchowego azotanu amonu)

Przykład wariantów koncepcji Jakie surowce były najtańsze i najbardziej dostępne? NH 4 NO 3

tlen azot woda

Wytwarzanie azotanu(v) amonu (NH 4 NO 3 ) Przykład wariantów koncepcji 3. Synteza kwasu azotowego(v) w łuku elektrycznym Surowce główne: powietrze woda woda amoniakalna a) N 2 + O 2 2 NO (w łuku elektrycznym) b) 4NO + 2H 2 O + 3O 2 4HNO 3 (absorpcja tlenków azotu w wodzie) c) NH 4 OH+ HNO 3 NH 4 NO 3 + H 2 O (jak w metodzie 1) d) odparowanie i krystalizacja NH 4 NO 3 (jak w metodzie 1) tworzenie tlenku azotu z tlenu i azotu przebiega w bardzo wysokiej temperaturze!!! obliczenia termodynamiczne wartości stałej równowagi reakcji (a) wykazują, ze wydajność reakcji będzie niewielka, a zużycie energii na ogrzanie reagentów bardzo duże sposób wytwarzania NO w łuku elektrycznym (temperatura ok. 3000 o C) od dawna nie jest stosowany w przemyśle reakcję tworzenia tlenku azotu należy prowadzić w możliwie wysokiej temperaturze, po czym gazy opuszczające przestrzeń reakcyjną trzeba szybko schłodzić do temperatury poniżej 1200-1300 o C (zamrażanie układu w stanie równowagi przemiany prowadzone z udziałem plazmy)