1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина посвящена изучению техники защиты окружающей среды. Цели преподавания в формировании представлений студентов о приемах, очистки, газов и сточных вод, аппаратах и их расчетах. В курсе детально рассматриваются приемы, устройства и схемы улавливания, утилизации и уничтожения вредных компонентов выбросов и сбросов.
2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения дисциплины студенты должны
2.1 Знать
о технике защиты атмосферы, гидросферы и литосферы от механических, органических и неорганических газовых, твердых и жидких отходов различных производств.
2.2 Уметь
выбрать приемы, устройства и схемы улавливания, утилизации и уничтожения вредных компонентов выбросов и сбросов, найти оптимальные для каждой ситуации средства уменьшения экономических затрат и снижения экологической безопасности производств.
2.3 Владеть
методами расчета основных устройств и установок, используемых для
снижения вредных выбросов с целью снижения экологической напряженности на
предприятии и в окружающей среде и возможностями организации безотходных
производств.
3 ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
3.1 Система учета трудоемкости в академических часах
Таблица 3.1 - Трудоемкость дисциплины в академических часах (по формам обучения и технологиям обучения)
Форма обучения ОЧНАЯ
4 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Разделы дисциплины и виды занятий
Таблица 4.1 - Перечень разделов дисциплины с указанием трудоемкости их освоения (по формам обучения и технологии обучения)
Форма обучения очная
4.2 Содержание разделов дисциплины
4.2.1 ВВЕДЕНИЕ
Краткая характеристика дисциплины, ее цели, задачи, объем, содержание, порядок изучения материала, связь с другими дисциплинами учебного плана и место в подготовке инженеров по специальности. Формы контроля самостоятельной работы. Характеристика учебной литературы.
4.2.2 ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ ОТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВРЕДНОСТЕЙ
Вредные примеси, выделяемые в атмосферу: твердые частицы и аэрозоли; кислые компоненты; оксиды азота; фосфор, галогены и их соединения; аммиак и другие соединения азот, оксид углерода; летучие растворители.
Свойства пыли, расчет гранулометрического состава полидисперсных материалов и пыли.
Аппараты для сухой очистки газов от пыли: пылеосадительные камеры, коллекторы. Устройство и расчет их.
Приемы осаждения под центробежной силы, циклоны, центриклоны. Особенности конструкций. Расчет и нормированные показатели.
Фильтрование запыленных газов. Тканевые, зернистые фильтры, фильтры Петрянова. Конструкции, порядок работы и расчет.
Аппараты для мокрой очистки газов от пыли и охлаждения газа: трубы Вентури, мокрые скрубберы, пенные аппараты. Точка росы. Удельные расходы воды в аппаратах разных конструкций. Расчет аппаратов.
Мокрые и сухие электрофильтры. Особенности работы. Расчеты.
Абсорбционные и адсорбционные приемы улавливания химических соединений. Понятие количества теоретических тарелок. Расчет адсорбционной колонны.
Адсорбенты и понятие микро-, мезо- и макропористости. Капиллярная конденсация. Формы изотерм сорбции различных сорбентов. Вертикальные, горизонтальные и кольцевые адсорберы. Адсорберы с движущимся слоем адсорбента. Расчет адсорбера. Регенерация сорбентов.
Каталитическое обезвреживание горючих компонентов газа. Катализаторы, каталитические яды.
Огневое обезвреживание горючих компонентов газов. Формула для расчета теплотворной способности твердых жидких и газообразных продуктов. Аппараты для сжигания горючих компонентов . горелки , топки, печи.
Расчет дымовых труб.
4.2.3 ОЧИСТКА И УТИЛИЗАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД
Компоненты сточных вод, которые необходимо уничтожить или утилизировать: минеральные соли; твердые взвеси; коллоидные вещества; примеси органического характера; газы (кислород, азот, диоксид углерода и др.).
Понятие гидравлической крупности твердых частиц. Коллоидные частицы.
Основные приемы очистки воды от взвесей. Механическая очистка в отстойниках и гидроциклонах. Удаление коллоидных частиц при коагуляции и флокуляции. Расчет отстойников, центрифуг.
Физико-химическая очистка: флотация, абсорбция, ионный обмен, дистилляция, обратный осмос и ультрафильтрация. Расчет дистилляционных колон.
Аппараты для химической очистки (реагентной очистки); и электрохимической очистки.
Биологическая очистка сточной воды в аэротенках или биофильтрах. Требования к качеству воды, подаваемой на БХУ. Расчеты аэротенков и биофильтров.
Термическая очистка и огневое обезвреживание горючих компонентов сточных вод различных производств. Циклонные топки и печи для огневого обезвреживания сточных вод. Расчет циклонной топки.
4.2.4 ПЕРЕРАБОТКА И УНИЧТОЖЕНИЕ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
Категории твердых отходов: промышленные, сельскохозяйственные и бытовые.
Дробление и измельчение твердых отходов. Дробилки, мельницы, грохота и классификаторы.
Грануляция и агломерация. Брикетирование техногенных отходов. Связующее
органическое и неорганическое. Устройства для смешения отходов и связующего. Пресса, экструдеры.
Аппараты для обогащения и утилизации шламов. Вакуумные фильтры. Расчет вакуумных фильтров.
Использование отходов в качестве ретура в неответственных изделиях. Экструзия и каландрование пластмасс.
Конструкции печей для пиролиза органических отходов: установки кипящего слоя, камерные печи. Вертикальные печи для пиролиза отработанных автопокрышек.
Огневое обезвреживание твердых отходов циклонные барабанные печи, топки котлов с валковыми и цепными решетками. Формулы для расчета горения твердых бытовых отходов, продуктов их пиролиза и газов.
4.2.5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Оценка вариантов комплексных схем для очистки стоков, выбросов и отходов производств. Основные параметры, применяемые при расчете аппаратов. Оценка возможности возвращения уловленных вредных компонентов в основное производство для осуществления безотходной технологии.
6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1 Рекомендуемая литература
6.1.1 Основная литература
1. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. - Калуга, изд-во Бочкаревой, 2003. Том 1-917, том 2 -884с, том 3 -1024 с.
Родионов А.И. Клушин. Н.И. Торошечников В.А. Техника защиты окружающей среды.- М.: «Химия» .1989. 516 с.
Павлов К.Ф., Романков П.Г.,Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологиии.- М. 2005. 576 с.
Юдашкин М.Я. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. - М.: Металлургия.-1984. 320 с.
Коузов П.А., Мальгин А.Д., Скрябин М.Г. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности. - Л. Химия. 1982.
Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю. Очистка газов мокрыми фильтрами. - М.: Позин М.Е. Пенные газоочистители, теплообменники и абсорберы.- М.: Химия. 1969.
Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию под ред. Ю.И.Дыхнерского.-М.: Химия. 1983.
9. Бернардинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов - М. Химия. 1990.304 с.
10. Жуков А.И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод. - М.: Стройиздат. 1977. 204 с.
11. Дрейер А.А., Сачков А.Н., Никольский К.С.,Маринин Б.И.,Миронова А.В. Твердые промышленные бытовые отходы, их свойства и переработка.- М.: Стройиздат. 1997.
6.1.2 Дополнительная литература
12. Лещинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры.- Л.: Машиностроение. 1970.
13. Справочник по обогащению руд. Специальные и вспомогательные процессы. -М.: Недра. 1983.
14. Фридман С.Э. ,Щербаков O.K., Комлев A.M. Обезвоживание продуктов обогащения. - М.: Недра. 1988.
Когановский A.M., Клименко Н.А. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении - Киев. Технпса .1974.
Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности . - Л.: Химия. 1977.464 с.
17. Крохина Г.Л., Чурбанова И.Н. Контроль качества воды. - М.: Стройиздат. 1986. 160 с.
Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов. 1996.
Иоффе И.П. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия. 1991. 160 с.
7 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1 Общие требования
Лекционный материал должен изучаться в специализированной аудитории, оснащенной современным компьютером с подключенным к нему цветным сканером и цветным принтером; проектором с видеотерминала персонального компьютера на настенный экран.
8 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
8.1 Рекомендации для преподавателя
глубокое освоение теоретических аспектов тематики курса, ознакомление, переработку литературных источников; составление списка литературы, обязательной для изучения и дополнительной литературы; проведение собственных исследований в этой области;
разработку методики изложения курса: структуры и последовательности изложения материала; составление тестовых заданий, контрольных вопросов;
разработка методики самостоятельной работы студентов;
постоянную корректировку структуры, содержания курса.
8.2 Рекомендации для студента
обязательное посещение лекций ведущего преподавателя; лекции – основное методическое руководство при изучении дисциплины, наиболее оптимальным образом структурированное и скорректированное на современный материал; в лекции глубоко и подробно, аргументировано и методологически строго рассматриваются главные проблемы темы; в лекции даются необходимые разные подходы к исследуемым проблемам;
подготовку и активную работу на практических занятиях; подготовка к практическим занятиям включает проработку материалов лекций, рекомендованной учебной литературы.
8.3 Перечень тем практических занятий
Расчет гранулометрического состава полидисперсной пыли.
Расчет крупности частиц материалов разной плотности, осаждаемых из воздуха за счет центробежных сил в аппаратах различных конструкций.
Расчет выделения твердых частиц в гидроциклоне.
Расчет адсорбера
Расчет аппаратуры для улавливания кислых газов;
Расчет мокрых пылеуловителей
Расчет аппарата кипящего слоя
Расчет адсорбера с движущимся слоем
Расчет трубы Вентури
10.Расчет пылеосадительной камеры
Расчет циклона ЦН-15
Расчет барабанной сушилки
Расчет отстойника
Расчет узла дожига дымовых газов
Расчет электрофильтра
Расчет рукавного фильтра
Расчет десорбции и регенерации адсорбента
Расчет воздушного сепаратора
Расчет каскада циклонов цементной печи
Расчет дымовой трубы
Расчет экстрактора
Расчет теплообменника "труба в трубе"
Доклады студентов по выполненным курсовым проектам и их обсуждение.
8.5 Тематика курсового проектирования
Расчет схем производства с определением объемов выбросов и возможности создания безотходной технологии с применением для очистки от загрязняющих веществ следующих аппаратов:
циклона для очистки от пыли;
батарейного циклона для очистки от пыли;
тканевого фильтра для очистки от пыли;
скруббера Вентури для очистки от аэрозоля;
мокрого скруббера для очистки от пыли;
пенного аппарата для охлаждения и очистки газа от пыли и оксидов серы;
зернистого фильтра для улавливания фтора глиноземом,
мокрого электрофильтра для очистки от аэрозоля,
9 .отстойника для разделения суспензии,
10. аэротенка для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод,
установки огневого обезвреживания растворов,
установки пиролиза для утилизации шин,
установки огневого обезвреживания твердых бытовых отходов,
адсорбера для улавливания паров бензола.
Перечень контрольных вопросов для подготовки к итоговой аттестации по дисциплине
Очистка газов от взвешенных частиц в электрофильтрах.
Циклоны, их типы, принципы работы и расчета.
Техника и технология очистки газов от тонкодисперсной пыли
Очистка газов в мокрых инерционных пылеуловителях
Абсорбционная очистка дымовых газов от диоксида серы.
Каталитическая очистка дымовых газов и отработавших газов ДВС.
Применение коагуляции и флокуляции при очистке сточных вод.
Методы и средства обезвоживания осадков.
Техника и технология защиты окружающей среды от загрязнения нефтепродуктами
10.Устройство полигона для захоронения твердых отходов
11. Техника и технология утилизации и уничтожения органических отходов.
Перечень ключевых слов дисциплины
Таблица 8.1 - Ключевые слова разделов дисциплины
9. Лист регистрации изменений рабочей программы дисциплины «Техника защиты окружающей среды».
Номер изменения
|
Название пункта
|
Дата внесения изменения
|
Всего листов в документе
|
Подпись ответственного за внесение изменений
|
Измененного
|
Нового
|
Изъятого
|
1
|
Титульный лист
|
|
|
2010
|
1
|
|
2
|
Второй лист
|
|
|
2010
|
1
|
|
3
|
Учебно-методическое обеспечение
|
|
|
2010
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
Учебно-методическое обеспечение
|
|
|
2011
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|