bsn

  1. Podstawowe pojęcia ochrony środowiska i ekologii
    2. Schemat instalacji przemian materialnych i energetycznych
    3. Ogólny schemat instalacji do rozdzielania aerozoli
    4. Podstawowe parametry eksploatacyjne (np.: emisja, opory przepływu)
    5. Podstawowe formy występowania zanieczyszczeń (np.: pyły, smog)
    6. Cyklony, baterie i multicyklony (schematy + opis)
    7. Filtry i elektrofiltry, czyli co i jak filtrować
    8. Mokre urządzenia odpylające (dysza Venturi)
    9. Schematy: zwężka, płuczka wieżowa z wypełnieniem, dysza, rodzaje wypełnień, prędkości
    10. Metody mokre i suche usuwania zanieczyszczeń pyłowych. Porównanie (wady i zalety).
    11. Schemat oczyszczalni ścieków komunalnych(mechaniczno- biologiczna)

Odpowiedzi:

  1. Podstawowe pojęcia ochrony środowiska i ekologii

Ekologia jako dział biologii jest nauką o wzajemnych zależnościach i powiązaniach pomiędzy żywymi istotami, między nimi a ich zespołami - populacjami oraz między nimi a ich środowiskiem żywym – biocenozy i nieożywionym – biotopem.

Etymologicznie wyraz Ekologia pochodzi od dwóch słów greckich oikos dom lub gospodarstwo (wiejskie) i logos – opowieść, słowo. Jest to zatem opowieść o „gospodarstwie człowieka”, a więc całej biosferze, w której człowiek ma być „gospodarzem” co według tradycyjnych kryteriów oznaczało kogoś, kto dba o bezpieczeństwo i dobre warunki wszystkich elementów całego gospodarstwa – zarówno tych żywych (pracownicy zwierzęta, rośliny...) jak i nieożywionych (ziemia, sprzęty, zabudowania ...).

Często używany obecnie termin „ekologiczny” (np. „ekologiczna” pralnia, proszek, papier itp.) jest nie prawidłowy ale tak szeroko używany, że nie możliwa jest zmiana tego stanu rzeczy - zatem „ekologiczny” należy rozumieć jako „przyjazny dla środowiska”.

Ochrona Środowiska polega na działaniu zmierzającym do przywrócenia równowagi przyrodniczej poprzez: zapobieganie szkodliwym wpływom na środowisko, racjonalne gospodarowanie zasobami przyrody oraz przywracanie do właściwego stanu elementów przyrody.

Środowisko jest to ogól elementów przyrodniczych a w szczególności: powierzchnia ziemi łącznie z glebą kopaliny, powietrze, woda, świat zwierzęcy i roślinny a także krajobraz w każdej jego postaci.

Zanieczyszczeniem nazywamy dowolną substancję która w stanie nie rozcieńczonym (odpady) lub rozcieńczonym w „nośniku” (ścieki, aerozole) została wprowadzona do środowiska. Zanieczyszczeniem jest także emisja energii w dowolnej jej postaci (energia cieplna, fale akustyczne i elektromagnetyczne, promieniowanie korpuskularne itp.)

Jako nośniki w większości procesów technologicznych używane są powietrze i woda. Głównym zadaniem nośników jest transport masy i ciepła – konieczny do przeprowadzenia przemiany czy reakcji chemicznej.

  1. Schemat instalacji przemian materialnych i energetycznych

W tym etapie procesu surowce i niezbędne materiały jak woda i powietrze są wprowadzane i odpowiednio przygotowywane do przeprowadzenia zamierzonej przemiany materii i energii. Wybór rodzaju surowca będzie decydować o przebiegu reakcji i ilości oraz rodzaju wytworzonych zanieczyszczeń. Objętości użytych nośników decydować będą o kosztach instalacji do oddzielania zanieczyszczeń. Im mniej zużytych nośników w procesie tym mniejsze i tańsze będą instalacje do oddzielania zanieczyszczeń a także niższe koszty ich eksploatacji. Można zatem stwierdzić, że nakłady finansowe związane z ochroną środowiska będą wtedy najmniejsze, gdy już dla stopnia wejściowego instalacji uwzględnione zostaną odpowiednie środki, uwzględniające ochronę środowiska.

Obok wytworzenia produktu w tym etapie procesu przemiany materii i energii powstają także wszystkie zanieczyszczenia emitowane później w ostatnim stopniu. Z doświadczenia wiadomo, że nie ma w przemyśle instalacji z której można otrzymać tylko wymagane produkty – zawsze powstają także uboczne, niepotrzebne związki zwane później zanieczyszczeniami. W procesach przemysłowych nie da się w zasadzie uniknąć całkowicie powstawaniu zanieczyszczeń. Rozważając dowolny proces, w którym zachodzą przemiany energetyczne, oraz biorąc pod uwagę drugą zasadę termodynamiki (Carnota) wiadomo, że ciepła nie można nigdy przemienić całkowicie w inny rodzaj energii. Tak więc w przypadku procesów cieplnych, nie do uniknięcia jest emisja termiczna. Zgodnie z prawami natury nie do uniknięcia jest również powstawanie zanieczyszczeń, tj. emisja masy czyli emisja materiałowa. Żyjemy więc w warunkach ciągłej emisji ciepła, masy i energii akustycznej, która zwykle towarzyszy mechanicznym procesom przetwórczym.

Ograniczenie ilości zanieczyszczeń powstających w tym etapie przemiany możliwe jest przez: modernizację instalacji, zmianę rodzaju surowców czy też technologii oraz ograniczenie ilości używanych nośników które jest najtańszym sposobem ograniczenia emisji do środowiska.

W tym stopniu oddziela się pożądane produkty od niepożądanych i od płynów inertnych (nośniki). Skuteczność separacji produktów powinna być jak największa ażeby zapobiec stratom pożądanych materiałów. Płyny inertne wraz z nieużytecznymi produktami i pewną ilością produktów użytecznych są transportowane do następnego etapu (stopnia).

W stopniu oczyszczania – zwanym także stopniem filtracji - wszystkie gazowe, ciekłe i stałe zanieczyszczenia niezależnie od ich wartości handlowej muszą być dokładnie oddzielone od nośników. Nośniki odprowadza się do środowiska przez stopień emisji lub czasem zawraca się do wykorzystania w procesie. Od skuteczności aparatów zastosowanych w tym stopniu zależą wielkości emisji i związane z tym koszty ponoszone na opłaty i ewentualne kary.

Zadaniem stopnia emisji jest odprowadzenie nośników i resztek nie oddzielonych zanieczyszczeń do środowiska. Stopień emisji to różnego rodzaju emitory w postaci: komina, rury wydechowej, „wydmuszki”, kanału wentylacyjnego czy rurociągu odprowadzającego (np. ściekowy). Wysokość emitora decyduje o końcowym stopniu koncentracji zanieczyszczeń w atmosferze – im wyższy komin tym większe rozcieńczenie - ze względu na większy zasięg rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń.

  1. Ogólny schemat instalacji do rozdzielania aerozoli

Schemat ogólny instalacji do rozdzielania aerozoli – stopień oczyszczania i emisji.

Do stopnia F oczyszczania doprowadzany jest strumień gazowego medium nośnego o objętościowym natężeniu przepływu [m3/s], zawierające zanieczyszczenia o strumieniu masowym [kg/s].

(I.1)

Symbol [kg/m3] oznacza masę zanieczyszczeń na jednostkę objętości medium nośnego, a więc koncentrację zanieczyszczeń na wlocie do urządzenia oczyszczającego. Na wylocie z urządzenia oczyszczającego koncentracja zanieczyszczeń wynosi , a strumień masowy zanieczyszczeń

(I.2)

Jednocześnie przyjmujemy, że strumień masy zanieczyszczeń zatrzymany w urządzeniu oczyszczającym wynosi .

Skuteczność ogólna oczyszczania (rozdziału) wyraża stosunek strumienia masy zanieczyszczeń zatrzymanych w urządzeniu oczyszczającym do strumieniu masy zanieczyszczeń wprowadzonych do urządzenia oczyszczającego :

(I.3)

^ - dla założenia stałego objętościowego wydatku medium nośnego na wlocie i wylocie ze stopnia oczyszczania czyli dla: Vw = Vo.

  1. Podstawowe parametry eksploatacyjne (np.: emisja, opory przepływu)

Opory przepływu Δp - czyli spadek ciśnienia medium nośnego w instalacji lub aparacie do oczyszczania. Opory przepływu Δp wyznacza się jako różnicę ciśnień całkowitych na wlocie i wylocie z urządzenia lub instalacji:

Δp = pw – po [Pa] (I.4)

Stopień emisji- jego celem i przeznaczeniem jest odpowiednie wyemitowanie do środowiska mediów nośnych wraz z pozostałymi w nich zanieczyszczeniami. Stopniem emisji może być: komin, „wydmuszka”, rura wydechowa, wylot ciągu wentylacyjnego, kolektor kanalizacyjny, itp. W przypadku powietrza atmosferycznego stopień emisji tworzą najczęściej kominy. Stosowanie kominów ma na celu rozprzestrzenienie emitowanych zanieczysz­czeń w jak najszerszym obszarze.

Wielkość ogólnej emisji Eo z komina jest sumą strumienia masowego zanieczyszczeń mo i strumienia masowego nośnika (Vo ρn) (gdzie ρn – gęstość nośnika):

Eo = [g/s]

  1. Podstawowe formy występowania zanieczyszczeń (np.: pyły, smog)

(I.5)

Aerozol jest układem dwu- lub trójfazowym składającym się ze stałej lub ciekłej fazy rozproszonej oraz gazowego ośrodka dyspersyjnego – „nośnika”. Układ ten musi spełniać warunek stabilności.

Pył jest to faza stała w postaci cząstek mniejszych od 300 m, rozproszona w gazowym ośrodku dyspersyjnym – tworząc postać aerozolu lub w postaci usypanej warstwy.

Mgła i „chmury kropel” stanowią układ dyspersyjny, utworzony w wyniku rozproszenia cząstek fazy ciekłej.

Mgła jest aerozolem zawierającym rozproszone kropelki cieczy o średnicach poniżej 10 m powstałe w wyniku dyspersji lub kondensacji. „Chmury kropel” (termin używany w Europie Zach.) powstają w wyniku dyspersji – rozpylania cieczy i zawierają cząstki o średnicach od 50 m do 1000 m.

Smog jest aerozolem kondensacyjnym czyli powstałym w wyniku spalania lub kondensacji zawierającym cząstki ciała stałego i cieczy o wymiarach poniżej 5 m.

Dym jest aerozolem kondensacyjnym zawierającym cząstki ciała stałego o wymiarach poniżej 1 m.

  1. Cyklony, baterie i multicyklony (schematy + opis)

Cyklony

Schemat cyklonu promieniowo zwrotnego

1-część walcowa, 2-część stożkowa, 3-zbiornik pyłu, 4-opadający strumień gazów, 5-wznoszący strumień gazów, 6-kominek wylotowy

Zapylony gaz wprowadzany jest stycznie do części cylindrycznej cyklonu “1” i wiruje w nim spiralnie w kierunku części stożkowej “2”. W trakcie tego ruchu cząstki pyłu pod wpływem działania siły odśrodkowej są odrzucane na ścianki cyklonu zsuwając się po nich do zbiornika pyłu “3”. Odpylony gaz (pozbawiony ziaren pyłu) zmienia zwrot o 180o w dolnej części cyklonu i przepływa centralnie do kominka wylotowego “6”, opuszczając odpylacz. W cyklonie wirują dwa strumienie gazu o przeciwnych zwrotach (“4”,5”), które stykając się ze sobą na całej wysokości odpylacza wpływają w zasadniczy sposób na jego podstawowe parametry pracy tj. skuteczność odpylania i opory przepływu.

Baterie

Na rys.IV.22 przedstawiono baterię składającą się z dwunastu cyklonów, usytuowanych w dwóch rzędach, przy czym cyklony z każdego rzędu połączone są osobnymi wspólnymi kolektorami. Bateria ma trzy zbiorniki pyłu, łączące cyklony z konstrukcją wsporczą odpylacza.

Rys.IV.22. Bateria cyklonów

1-cyklony, 2-kolektor wlotowy, 3-zbiornik pyłu, 4-kolektor wylotowy

Skuteczność odpylania baterii cyklonów waha się od 85 ÷ 95% w zależności od składu ziarnowego pyłu. Opory przepływu wynoszą od 400 ÷ 1200 Pa.

Baterie cyklonów stosowane są dla większych natężeń przepływu gazów i prawidłowo dobrane powinny pracować z równomiernym natężeniem przepływu przez wszystkie elementy cyklonowe. W bateriach istnieje możliwość prostego sterowania ilością pracujących cyklonów dla zmiennych natężeń przepływu gazów. Wadą ich są większe gabaryty i koszty inwestycyjne w stosunku do multicyklonu.

Multicyklony

Multicyklon osiowy (rys. 1) składa się z obudowy (1), cyklonów osiowych (2) i zbiornika pyłowego (3). Obudowa (1) posiada ścianę przednią i tylną z otworami w których zamontowane są cyklony osiowe (2). W dolnej części obudowy (1) znajduje się ramowa podstawa, do której przykręcany jest zbiornik pyłowy (3). Od strony wlotu i wylotu multicyklonu zamontowane są kolektory: wlotowy (4a) i wylotowy (4b). Multicyklon typu MOS-n posiada rury odsysające (5) łączące zbiornik (3) z kolektorem wylotowym (4b). Cyklon osiowy (2) stanowi element odpylający. Cyklon osiowy (rys. 2) zbudowany jest z cylindrycznego płaszcza cyklonu (A) na wlocie którego zamocowany jest czterołopatkowy żeliwny zawirowywacz (B), oraz kominka wylotowego (C), z pierścienia (D) umieszczonego centrycznie z drugiej strony płaszcza cyklonu (A).

rys. 1

rys.2

  1. Filtry i elektrofiltry, czyli co i jak filtrować

  2. Mokre urządzenia odpylające (dysza Venturi)

Osobną grupę odpylaczy mokrych stanowią płuczki kondensacyjno-koagulacyjne, których typowym przedstawicielem jest odpylacz ze zwężką Venturiego. Schemat zwężki Venturiego przestawiono na rys.V.9. Składa się ona z części konfuzorowej, przejściowej i dyfuzorowej.

Rys.V.9 Zwężki Venturi

1-konfuzor,2-element przejściowy, 3-dyfuzor,4-powietrze, 5-woda

Zasada działania odpylacza Venturi jest następująca: zapylony gaz doprowadzony jest do konfuzora, w którym następuje jego gwałtowne przyśpieszenie, do prędkości 50 ÷ 140 m/s w najwęższym miejscu. Następuje wtedy znaczny spadek ciśnienia gazu (nawet poniżej ciśnienia atmosferycznego), oraz obniżenie temperatury. W wyniku tego zjawiska pojawiają się korzystne warunki do kondensacji pary wodnej na powierzchni drobnych ziaren pyłu.

Woda doprowadzana jest do odpylacza w części konfuzorowej, lub w elemencie przejściowym zwężki, a gdy potrzeba również w części dyfuzorowej. Zasadą jest takie nasycenie wodą przepływającego gazu, ażeby nie doprowadzić do odparowania wody z nawilżonych już cząstek pyłu. Nawilżone wodą cząsteczki pyłu w rozwiązaniu klasycznym są wydzielane z gazu w cyklonie mokrym przedstawionym na rys.V.10.

  1. Schematy: zwężka, płuczka wieżowa z wypełnieniem, dysza, rodzaje wypełnień, prędkości.

Płuczka wieżowa z wypełnieniem

Rys.V.2 Płuczka wieżowa z wypełnieniem

1-dysze zraszające, 2 – odkraplacz, 3-dysza do przemywania odkraplacza,

4-wypełnienie

Wewnątrz kolumny na specjalnych półkach umieszczone jest wypełnienie, czyli różnego kształtu elementy stalowe lub z tworzyw sztucznych, które omywa woda płynąca z góry urządzenia. Zanieczyszczony gaz przepływa między szczelinami wypełnienia ku górze stykając się w przeciwprądzie z wodą, która na powierzchni wypełnienia formuje się w postaci cienkiego filmu. Cząsteczki pyłu wnikają w spływająca warstwę wody i w postaci szlamu opuszczają odpylacz.

Rys.V.3 Wypełnienia płuczek wieżowych

pierścienie: a-Raschiga, b-Lessinga, c-z przegrodą krzyżową, d-z pojedynczą spiralą,

e-z podwójną spiralą, f-potrójną spiralą, siodełka: g-Berla, h-Intalox

  1. Metody mokre i suche usuwania zanieczyszczeń pyłowych. Porównanie (wady i zalety).


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
bsn
pyt na bsn
BSN 250 spec
Legal Issues in Nursing for BSN
bsn 2010 07 040
BSN 250 mech
Kowalewski Jakub Sonata antyczna bsn&pfte (12)
BSN 250 dane
IMSLP64779 PMLP49410 Wagner WWV103 bsn
mozart susanna moto di gioia part bsn
IMSLP65748 PMLP45968 Wagner WWV091 bsn

więcej podobnych podstron