OCZYSZCZANIE POWIETRZA Z LOTNYCH ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

Podobne dokumenty
PLAZMOWY ROZKŁAD LOTNYCH ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ KATEDRA TECHNOLOGII CHEMICZNEJ. Laboratorium PODSTAWY TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

Wykład Półprzewodniki

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ Instytut Fizyki LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I MIERNICTWA

WYKŁAD 1. W przypadku zbiornika zawierającego gaz, stan układu jako całości jest opisany przez: temperaturę, ciśnienie i objętość.

- substancje zawierające swobodne nośniki ładunku elektrycznego:

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii Instytut Inżynierii Mechanicznej

BADANIE SILNIKA WYKONAWCZEGO PRĄDU STAŁEGO

REAKTORY PRZEPŁYWOWE Wyznaczanie stałych równania kinetycznego reakcji izomeryzacji D- fruktozy do D-glukozy

Wyznaczanie profilu prędkości płynu w rurociągu o przekroju kołowym

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA

MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I NIEELEKTRYCZNYCH

Guma Guma. Szkło Guma

WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI. Laboratorium PODSTAWY TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

Graf skierowany. Graf zależności dla struktur drzewiastych rozgrywających parametrycznie

Prawo Gaussa. Potencjał elektryczny.

Elektrostatyka. A. Sieradzki IF PWr. Ogień Świętego Elma

Wykład Pojemność elektryczna. 7.1 Pole nieskończonej naładowanej warstwy. σ-ładunek powierzchniowy. S 2 E 2 E 1 y. ds 1.

PRĄD ELEKTRYCZNY I SIŁA MAGNETYCZNA

ROZWIĄZUJEMY PROBLEM RÓWNOWAŻNOŚCI MASY BEZWŁADNEJ I MASY GRAWITACYJNEJ.

Źródła pola magnetycznego

FIZYKA BUDOWLI. wilgoć w przegrodach budowlanych. przyczyny zawilgocenia przegród budowlanych

Podstawowe konstrukcje tranzystorów bipolarnych

Energia kinetyczna i praca. Energia potencjalna

11. DYNAMIKA RUCHU DRGAJĄCEGO

Wykład 11. Pompa ciepła - uzupełnienie II Zasada Termodynamiki Entropia w ujęciu termodynamicznym c.d. Entropia w ujęciu statystycznym

Ćwiczenie 14. Maria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

należą do grupy odbiorników energii elektrycznej idealne elementy rezystancyjne przekształcają energię prądu elektrycznego w ciepło

= ± Ne N - liczba całkowita.

Model klasyczny gospodarki otwartej

Na skutek takiego przemieszcznia ładunku, energia potencjalna układu pole-ładunek zmienia się o:

Metody optymalizacji. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Chemia Poziom rozszerzony

Pole magnetyczne. 5.1 Oddziaływanie pola magnetycznego na ładunki. przewodniki z prądem Podstawowe zjawiska magnetyczne

00502 Podstawy kinematyki D Część 2 Iloczyn wektorowy i skalarny. Wektorowy opis ruchu. Względność ruchu. Prędkość w ruchu prostoliniowym.

Rodzajowy rachunek kosztów Wycena zuŝycia materiałów

PRZEMIANA ENERGII ELEKTRYCZNEJ W CIELE STAŁYM

WYKŁAD 11 OPTYMALIZACJA WIELOKRYTERIALNA

II.6. Wahadło proste.

Elektroenergetyczne sieci rozdzielcze SIECI 2004 V Konferencja Naukowo-Techniczna

ĆWICZENIE 3 REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

Modelowanie przepływu cieczy przez ośrodki porowate Wykład III

POMIAR PĘTLI HISTEREZY MAGNETYCZNEJ

WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ KATEDRA TECHNOLOGII CHEMICZNEJ. Laboratorium LABORATORIUM Z TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

METEMATYCZNY MODEL OCENY

Dobór zmiennych objaśniających do liniowego modelu ekonometrycznego

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji? Energia. Zdolność do wykonywania pracy lub produkowania ciepła

METODY STATYCZNE Metody pomiaru twardości.

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

STANDARDY EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ DO POWIETRZA Z PROCESÓW ENERGETYCZNEGO SPALANIA PALIW ANALIZA ZMIAN

Elektrostatyka. + (proton) - (elektron)

Zasilacz laboratoryjny RXN-305D

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Atom (cząsteczka niepolarna) w polu elektrycznym

ROZWIAZANIA ZAGADNIEŃ PRZEPŁYWU FILTRACYJNEGO METODAMI ANALITYCZNYMI.

Energia kinetyczna i praca. Energia potencjalna

Wyznaczanie współczynnika wzorcowania przepływomierzy próbkujących z czujnikiem prostokątnym umieszczonym na cięciwie rurociągu

GEOMETRIA PŁASZCZYZNY

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

PRACA MOC ENERGIA. Z uwagi na to, że praca jest iloczynem skalarnym jej wartość zależy również od kąta pomiędzy siłą F a przemieszczeniem r

Pracownia komputerowa

PRZENIKANIE PRZEZ ŚCIANKĘ PŁASKĄ JEDNOWARSTWOWĄ. 3. wnikanie ciepła od ścianki do ośrodka ogrzewanego

BADANIE ZALEśNOŚCI POMIĘDZY WARTOŚCIĄ WYKŁADNIKA HURSTA A SKUTECZNOŚCIĄ STRATEGII INWESTYCYJNYCH OPARTYCH NA ANALIZIE TECHNICZNEJ WPROWADZENIE

REZONATORY DIELEKTRYCZNE

m q κ (11.1) q ω (11.2) ω =,

Zjawisko indukcji. Magnetyzm materii.

XXXVII OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

23 PRĄD STAŁY. CZĘŚĆ 2

Tradycyjne mierniki ryzyka

Uwagi: LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW. Ćwiczenie nr 16 MECHANIKA PĘKANIA. ZNORMALIZOWANY POMIAR ODPORNOŚCI MATERIAŁÓW NA PĘKANIE.

Ćwiczenia z radiochemii 2

Zasilacz laboratoryjny symetryczny PS-3005D-II

A. POMIARY FOTOMETRYCZNE Z WYKORZYSTANIEM FOTOOGNIWA SELENOWEGO

OBWODY PRĄDU SINUSOIDALNEGO

Wykład 15. Reinhard Kulessa 1

IMPULSOWY PRZEKSZTAŁTNIK ENERGII Z TRANZYSTOREM SZEREGOWYM

AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

20 ELEKTROSTATYKA. PRAWO COULOMBA.

WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI. Laboratorium PODSTAWY TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

Wykład: praca siły, pojęcie energii potencjalnej. Zasada zachowania energii.

Zasilacz laboratoryjny RPS-3005D

ι umieszczono ladunek q < 0, który może sie ι swobodnie poruszać. Czy środek okregu ι jest dla tego ladunku po lożeniem równowagi trwa lej?

Przygotowanie do Egzaminu Potwierdzającego Kwalifikacje Zawodowe

Zależność natężenia oświetlenia od odległości

LINIA PRZESYŁOWA PRĄDU STAŁEGO

MONITORING STACJI FOTOWOLTAICZNYCH W ŚWIETLE NORM EUROPEJSKICH

PodwyŜszenie właściwości eksploatacyjnych systemów tribologicznych

TECHNIKI INFORMATYCZNE W ODLEWNICTWIE

Wzmacniacze tranzystorowe prądu stałego

2 Przykład C2a C /BRANCH C. <-I--><Flux><Name><Rmag> TRANSFORMER RTop_A RRRRRRLLLLLLUUUUUU 1 P1_B P2_B 2 S1_B SD_B 3 SD_B S2_B

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Magnetyzm. A. Sieradzki IF PWr. Pole magnetyczne ŁADUNEK ELEKTRYCZNY ŁADUNEK MAGNETYCZNY POLE ELEKTRYCZNE POLE MAGNETYCZNE

Zalecenia projektowe i montaŝowe dotyczące ekranowania. Wykład Podstawy projektowania A.Korcala

ELEKTROMAGNETYCZNE DRGANIA WYMUSZONE W OBWODZIE RLC. 1. Podstawy fizyczne

Studia magisterskie ENERGETYKA. Jan A. Szantyr. Wybrane zagadnienia z mechaniki płynów. Ćwiczenia 2. Wyznaczanie reakcji hydrodynamicznych I

15. STANOWISKOWE BADANIE MECHANIZMÓW HAMULCOWYCH Cel ćwiczenia Wprowadzenie

Wykład 1. Elementy rachunku prawdopodobieństwa. Przestrzeń probabilistyczna.

WERYFIKACJA DOŚWIADCZALNA MODELU HYDRODYNAMIKI REAKTORA AIRLIFT EXPERIMENTAL VERIFICATION OF HYDRODYNAMICS MODEL OF AIRLIFT REACTOR

Transkrypt:

DZIŁ HMIZN POLITHNIKI RSZSKIJ ZKŁD THNOLOGII NIORGNIZNJ I RMIKI Laboatoium PODST THNOLOGII HMIZNJ Instukcja do ćwiczenia pt. OZSZZNI POITRZ Z LOTNH ZIĄZKÓ ORGNIZNH Powadzący: d inŝ. ogdan Ulejczyk

STĘP Do głównych metod zmniejszania emisji toksycznych związków stosowanych obecnie w skali pzemysłowej naleŝą: spalanie bezpośednie, spalanie katalityczne, kondensacja, adsopcja na węglu aktywnym, metody absopcyjne oaz metody biologiczne. ymienione powyŝej metody nie gwaantują jednak całkowitego ozkładu tych substancji, a takŝe wymagają duŝych nakładów finansowych związanych z budową uządzeń i powadzeniem pocesu. Główne poblemy, któe występują w stosowanych metodach to duŝe pzepływy masowe (metody biologiczne), niskie stęŝenia związków toksycznych w gazach i wysoka tempeatua pocesu (metody spaleniowe). takcyjną metodą ze względu na moŝliwość uzyskiwania wysokiego stopnia pzemiany toksycznych związków jest katalityczne spalanie na wastwie katalizatoa. Zaletą tej metody jest moŝliwość stosowania niskich stęŝeń substancji ozkładanej i niska tempeatua pocesu, co jest badzo waŝne z uwagi na moŝliwość powstawania innych ównieŝ toksycznych poduktów ozkładu. Niestety nakłady związane z podukcją i eksploatacją katalizatoa jak i jego czułość na tzw. tucizny zawate w oczyszczanym gazie powoduje, Ŝe poszukuje się innych metod. ostatnich latach pojawiło się wiele pac, w któych wykozystuje się zjawiska elektoplazmowe do zmniejszania emisji toksycznych związków chemicznych. Stosowanie tego typu metod ma w wielu pzypadkach uzasadnienie ekonomiczne, mimo znacznych kosztów enegii elektycznej uŝytej do wytwazania plazmy. Obecnie powadzone są badania nad zastosowaniem wiązki elektonów, wyładowania jazeniowego, koonowego, ślizgowego, cichego, mikofalowego oaz wyładowania powiezchniowego do ozkładu zanieczyszczeń gazowych. PLZM 1,2 Plazmę (czwaty stan skupienia mateii) moŝna zdefiniować jako pzewodzący gaz, któy zawiea tyle dodatnio i ujemnie naładowanych cząstek, Ŝe decydują one o jego właściwościach, jednak wypadkowy ładunek jest ówny zeo. KaŜda substancja w odpowiednio wysokiej tempeatuze moŝe pzejść w stan plazmy w wyniku jonizacji. yóŝnić moŝna plazmę ównowagową i nieównowagową. Plazma ównowagowa, to taka, któa znajduje się w stanie ównowagi temodynamicznej, okeślenie to jest stosowane ównieŝ do układów, któe waunek ównowagi spełniają w pzybliŝeniu. Plazma, któa nie spełnia waunku ównowagi, jest to tzw. plazma nieównowagowa. Jej istotna cecha jest to, Ŝe śednia enegia enegia poszczególnych odzajów cząstek nie jest jednakowa. takim układzie śednia enegia elektonów moŝe być wielokotnie większa od śedniej enegii pozostałych składników. plazmie nieównowagowej moŝliwe jest powadzenie eakcji 2

chemicznych, któych paktycznie nie moŝna było by powadzić w innych waunkach. Hipotetyczny mechanizm zjawisk zachodzących w plazmie nieównowagowej moŝna w ogólnej fomie pzedstawić następująco. śodowisku plazmy występują nośniki enegii - elektony o enegii kilku elektonowoltów, któe powodują powstawanie cząstek aktywnych: atomów, odników, wzbudzonych molekuł, będących poduktami pzejściowymi wielu moŝliwych eakcji. PODSTO POJĘI STOSON DO OPISU PROSÓ HMIZNH Stopień pzemiany 2 Stopień pzemiany okeśla, jaka część początkowej ilości substatu pzeeagowała w czasie twania eakcji. Rozpatzmy poces, w któym zachodzi tylko jedna eakcja: 1 1 Zakładamy, Ŝe eakcja zachodzi w eaktoze zamkniętym, tzn. nie wpowadzamy, ani nie odpowadzamy Ŝadnych składników w czasie jej twania. Reakto taki działa w tybie okesowym. takim eaktoze stopień pzemiany X substatu w podukt moŝna okeślić następująco: n n n lub m m m gdzie: n, m początkująca liczba moli lub początkowa masa substatu, n, m liczba moli lub masa niepzeeagowanego substatu pozostającego w układzie. NiezaleŜnie od zastosowanych jednostek (mole, kilogamy lub inne) otzymuje się taką samą watość stopnia pzemiany, któy jest liczbą niemianowaną. Rozpatzmy teŝ pzypadek, kiedy wspomniana eakcja 1 1 zachodzi w eaktoze pzepływowym, do któego w sposób ciągły dopowadza się stumień substatu i odpowadza stumień zawieający podukt. Patz poniŝszy ysunek: y y G G G G y G y ( )k 3

gdzie,, G stumień substatu na wlocie do eaktoa (wyaŝony odpowiednio w mol/s lub w kg/s),,,, G stumień substatu i poduktu w dowoln1ym miejscu wewnątz eaktoa, y, Gy, y, Gy stumień niepzeeagowanego substatu i poduktu odpowadzanego z eaktoa, stopień pzemiany, k końcowy stopień pzemiany. miaę jak stumień eagentów pzemieszcza się wzdłuŝ eaktoa, stopień pzemiany wzasta, a jego watość w dowolnie obanym miejscu eaktoa moŝna pzedstawić jako: G G G Końcowy stopień pzemiany wyaŝa się jako ( ) k ( ) k G G G Jeśli ównanie ma postać + to definiuje się stopień pzemiany dla kaŝdego z obu substatów ( ) oaz ( ), pzy czym na ogół ( ) ( ), z wyjątkiem pzypadku, gdy stosunek ilości substatów i jest stechiometyczny. Jeśli substat maŝe ulęgać kilku ównoczesnym, ale niezaleŝnym od siebie eakcjom chemicznym: oaz to definiuje się stopień pzemiany dla kaŝdej eakcji i ( ) ( ). Postęp poszczególnych eakcji wynika z ich kinetyki, a więc ich udział w pocesie moŝe by óŝny, zaleŝnie od waunków pocesu. Jeśli ównanie ma postać + y z to zdefiniować stopnie pzemiany w oaz w. Dla ogólnego wzou na stopień pzemiany współczynniki stechiometyczne ównania eakcji nie maja znaczenia. JeŜeli chcemy wykozystać pzy obliczaniu stopnia 4

5 pzemiany stumień poduktu eakcji to naleŝy uwzględniając współczynniki stechiometyczne eakcji. z z y Szybkość eakcji 2 Podstawową wielkością, opisującą dynamikę pocesu chemicznego jest szybkość zachodzących eakcji. Szybkość eakcji okeśla się jako ilość pzetwozonego substatu lub ilość wytwozonego poduktu, w ciągu jednostki czasu i w jednostce objętości układu. Jeśli δn R oznacza liczbę moli substatu, któy pzeeagował w czasie δτ (lub liczbę moli poduktu powstałego w tym czasie), v jest czynną objętością eaktoa m 3, to szybkość eakcji moŝna wyazić jako ± s m mol t n v 3 1 δ δ Gdy poces biegnie w układzie pzepływowym i znajduje się on w stanie stacjonanym (wszystkie paamety są niezmienne w czasie). JeŜeli w układzie zachodzi eakcja, to ubytek substatów jest uzupełniany pzez stumień (substatów) wchodzący do eaktoa, a wytwozone podukty i niepzeeagowane substaty są odpowadzane w stumieniu wychodzącym z eaktoa. takim wypadku ilość substatów w eaktoze nie zmienia się w czasie, czyli dn/dτ. ynika z tego, Ŝe dla układu pzepływowego o zupełnym wymieszaniu eagentów w waunkach stanu stacjonanego śednią szybkość eakcji moŝna obliczyć następującym wzoem y v v Śednia moc wyładowania ZaleŜności oaz zaejestować moŝna oscyloskopem. Znajomość tych zaleŝności pozwala na obliczenie enegii pojedynczego impulsu negia pojedynczego impulsu, mj Napięcie pojedynczego impulsu, V

NatęŜenie pojedynczego impulsu, m zas twania impulsu, s zęstotliwość powtazania impulsów moŝna okeślić pzy uŝyciu oscyloskopu. Znając częstotliwość i enegię pojedynczego impulsu moŝna obliczyć śednią moc wyładowania Moc wyładowania, zęstotliwość impulsu, Hz PRTUR Schemat apaatuy i układu elektycznego do powadzenia badań ozkładu lotnych związków oganicznych w plazmie nieównowagowej pzedstawiono na ysunku 1 1 3 4 5 7 6 2 8 Rys. 1.Ogólny schemat apaatuy: 1 masowe egulatoy pzepływu powietza; 2 - płuczka z ozkładanym związkiem; 3,6 pobó gazów do analizy; 4 eakto; 5 filt; 7 zawó tójdoŝny; 8 płuczka Poces powadzi się pod ciśnieniem atmosfeycznym. Zanieczyszczone powietze wpowadzane jest do eaktoa. Do eaktoa dopowadzane jest napięcie z zasilacza elektycznego. zęstość powtazania impulsów elektycznych oaz czas ich twania mogą być egulowane. Pzebiegi impulsów są ejestowane oscyloskopem. Moc impulsu wyładowania oblicza się jako całka z iloczynu napięcia i natęŝenia pądu w impulsie. Śednią moc wyładowania oblicza się jako iloczyn częstości powtazania impulsów i mocy impulsu. Zawatość ozkładanego związku w gazach dopowadzanych do eaktoa i w gazach po eakcji oznacza się chomatogafem z detektoem płomieniowo-jonizacyjnym (FID). Na podstawie tych oznaczeń oblicza się całkowity stopień pzemiany. Podukty ozkładu zaleŝą od odzaju zanieczyszczenia. ęglowodoy ozkładać się będą do O, O 2 i H 2 O. Związki chloooganiczne ozkładać się będą do O, O 2, H 2 O, l 2 i Hl. StęŜeń poduktów eakcji często nie moŝna okeślić chomatogafem z FID, wówczas 6

stosuje się inne metody okeślenia stęŝenia tych poduktów. Na pzykład, stęŝenia O i O 2 okeślane są chomatogafem z TD lub spektoskopem FTIR. Zawatość l 2 i Hl wyznacza się metodą jodometyczną i alkacymetyczną. Na podstawie tych oznaczeń oblicza się stopień pzemiany do poszczególnych poduktów. SZZGÓŁO L ĆIZNI adania powadzone w amach ćwiczenia są elementem pac badawczych powadzonych w Zakładzie Technologii Nieoganicznej i eamiki nad opacowaniem technologii ozkładu lotnych związków oganicznych. elem ćwiczenia jest wyznaczenie: a) całkowitego stopnia pzemiany w funkcji mocy, b) stopni pzemiany do poszczególnych poduktów, c) wyznaczenie szybkości eakcji. SPOSÓ OPRONI I NLIZ NIKÓ 1. Na podstawie zaejestowanych chaakteystyk pądowo-napięciowych obliczyć śednia moc wyładowania. 2. Na podstawie uzyskanych wyników analizy chomatogaficznej obliczyć całkowity stopień pzemiany ozkładanego związku. 3. Obliczyć stopnie pzemiany ozkładanego związku do poszczególnych poduktów eakcji. 4. ykonać wykes zaleŝności stopni pzemiany od śedniej mocy wyładowania. 5. yznaczyć zaleŝność szybkość eakcji ozkładu od śedniej mocy wyładowania i wykonać wykes. OMÓINI ZSD HP I PRZIPOśROH 1. szystkie czynności związane z montaŝem apaatuy naleŝy powadzić po wyłączeniu napięcia zasilającego i pzepływu gazu. 2. Szczególną ostoŝność zachować pobieając gazy do analizy. 3. szelkie usteki pacy eaktoa i układu elektycznego zgłosić powadzącemu. 4. adania naleŝy powadzić pod spawnym wyciągiem. 5. azie niebezpieczeństwa natychmiast wyłączyć zasilanie układu elektycznego. LITRTUR 1 Z. eliński, Plazma, PN, aszawa 198 2 K. Schmidt-Szałowski, J. Sentek, Jaabe,. obyk Podstawy technologii chemicznej, OP, aszawa 24 7