112718

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова»

Кафедра технологии древесных и целлюлозных композиционных материалов

ОЧИСТКА И РЕКУПЕРАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ

Методические указания по изучению дисциплины для студентов направлений подготовки

18.03.01«Химическая технология»,

18.03.02«Энерго- и ресурсосберегающие процессы

вхимической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

Санкт-Петербург

2018

1

Рассмотрены и рекомендованы к изданию Институтом химической технологии биомассы дерева и техносферной безопасности

Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета 25 мая 2018 г.

С о с т а в и т е л и:

старший преподаватель А. В. Бахтиярова, кандидат технических наук, доцент А. А. Багаев

Р е ц е н з е н т

кафедра технологии древесных и целлюлозных композиционных материалов СПбГЛТУ

Очистка и рекуперация промышленных выбросов: методические указания по изучению дисциплины для студентов направлений подготовки 18.03.01 «Химическая технология», 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» / сост.: А. В. Бахтиярова, А. А. Багаев. – СПб.: СПбГЛТУ, 2018.– 20 с.

Методические указания по изучению дисциплины содержат сведения о дисциплине «Очистка и рекуперация промышленных выбросов», ее целях, задачах, содержании. Приведены рекомендации по самостоятельной подготовке студентов и контролю их знаний; список рекомендуемой литературы.

Методические указания по изучению дисциплины предназначены для бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки 18.03.01 «Химическая технология», 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии».

Темплан 2018. Изд. № 43.

2

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЁ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Цель дисциплины: формирование у обучающихся знаний в области организации защиты окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами, проведения технологических процессов, снижающих образования вредных выбросов, эксплуатации очистных сооружений и установок.

Задачи дисциплины:

–усвоение основных источников и видов загрязняющих веществ;

–усвоение основ нормирования в санитарной охране атмосферы

иводоемов;

–усвоение методов очистки промышленных выбросов и сточных вод.

Место дисциплины в структуре образовательной программы

Дисциплина «Очистка и рекуперация промышленных выбросов»

относится к вариативной части учебного плана и является обязательной. Дисциплина основывается на результатах освоения следующих дис-

циплин: «Общая химическая технология», «Экология», «Промышленная экология».

2.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Те м а 1 . Экологические требования к технологическим процессам

Современное промышленное производство и окружающая среда.

Уровни экологических требований к технологическим процессам. Безотходная технология.

Те м а 2. Основные источники

иклассификация промышленных выбросов

Загрязняющие вещества процессов химической переработки древесины. Источники выбросов в целлюлозно-бумажных, гидролизных, лесохимических производствах и при производстве древесных плит. Классификация промышленных загрязнений.

Т е м а 3. Основы санитарно-гигиенического нормирования

Основы санитарно-гигиенического нормирования допустимого уровня загрязнений воды и атмосферного воздуха. Санитарно-защитные зоны. Государственный надзор в области охраны окружающей среды.

Т е м а 4. Газовые и газопылевые выбросы

Характеристика выбросов, основные методы очистки газовых и газопылевых выбросов. Основное газоочистное оборудование.

3

Схемы, расчеты и проектирование очистных сооружений. Регенерация и рекуперация парогазовых выбросов

Т е м а 5. Производственные сточные воды

Санитарная охрана водоемов. Современное состояние водного законодательства. Характеристика сточных вод предприятий химической переработки древесины, основные методы очистки сточных вод. Основное оборудование для очистки сточных вод. Технологическая схема механобиологической очистки сточных вод.

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ

3.1. Методические рекомендации по самостоятельному изучению тем

Самостоятельная работа студентов по изучению отдельных тем дисциплины включает поиск учебных пособий по данному материалу, проработку и анализ теоретического материала, самоконтроль знаний по данной теме с помощью нижеприведенных контрольных вопросов и заданий.

4

3.2. Методические рекомендации по самостоятельной подготовке к лабораторным работам

Самостоятельная работа студентов по подготовке к лабораторным работам, оформлению отчетов и защите лабораторных работ включает проработку и анализ теоретического материала, описание проделанной экспериментальной работы с приложением графиков, таблиц, расчетов, а также контроль знаний по теме лабораторной работы с помощью нижеприведенных контрольных вопросов.

Лабораторная работа 1. Изучение и оценка органолептических по-

казателей качества воды

1.Назовите основные показатели характеристики природных вод.

2.Какие показатели относятся к органолептическим?

3.Какие существуют способы оценки органолептических свойств воды? С какой целью их определяют?

4.Назовите «характерные» запахи, которые могут быть в природной

источной воде.

5.Оцените характер проявления запаха по шкале баллов.

6.Что такое цветность воды и какие применяются методы для определения данного показателя?

7.Что такое пороговое число цветности?

Лабораторная работа 2. Определение концентрации кислорода,

растворенного в воде

1.Методы определения концентрации кислорода.

2.Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов.

3.На чем основан способ определения растворенного кислорода методом Винклера.

5

Лабораторная работа 3. Оценка степени загрязненности сточных

вод по величине биохимического потребления кислорода (БПК)

1.Что такое БПК?

2.Назовите способы очистки воды.

3.Перечислите основные методы биологической очистки сточных вод.

4.Что такое активный ил?

5.Методы обработки и утилизации избыточного активного ила.

Лабораторная работа 4. Оценка степени загрязненности сточных

вод по величине химического потребления кислорода (ХПК)

1.Что такое ХПК?

2.На чем основан метод определения ХПК?

Лабораторная работа 5. Определение перманганатной окисляемо-

сти сточных вод

1.Виды окисляемости сточных вод.

2.Что показывает перманганатная окисляемость?

3.На чем основам метод определения перманганатной окисляемости?

Лабораторная работа 6. Определение взвешенных веществ и золы в

сточных водах

1.Что такое взвешенные вещества?

2.Механические способы очистки сточных вод.

Лабораторная работа 7. Определение общей щелочности сточных вод

1.Физико-химические методы очистки сточных вод.

2.Виды щелочности сточных вод.

3.3. Методические рекомендации по выполнению контрольной работы

Выполнение контрольной работы для студентов заочной формы обучения в рамках изучения дисциплины «Очистка и рекуперация промышленных выбросов» преследует цель обучения студента приемам работы с учебной, специальной литературой по дисциплине, навыкам научноисследовательской работы и более глубокому изучению отдельных вопросов очистки и рекуперации.

В рабочей программе дисциплины указана основная и дополнительная литература. Однако при выполнении контрольной работы студент не должен ограничиваться данным списком литературы, а должен самостоятельно найти специальную литературу по раскрываемой им теме контрольной работы.

Контрольная работа должна содержать:

1.Титульный лист.

2.Содержание.

3.Основную часть.

4.Решение задач.

6

5. Список использованной литературы.

Контрольная работа должна оформляться на листах формата А4 при соблюдении требований, предъявляемых к текстовой документации. Параметры печати: поля – верхнее 2 см, нижнее – 2 см, левое – 3 см, правое – 1 см, шрифт Times New Roman, размер 12, интервал – полуторный, нумерация страниц снизу по правому краю.

Графики, таблицы выполняются ручным способом или с помощью специальных компьютерных программ. Объем работы составляет 20–30 страниц (в зависимости от темы). Страницы скрепляются жесткой обложкой специальных папок-скоросшивателей.

В отдельных случаях, с разрешения руководителя, работа может быть выполнена в рукописном варианте разборчивым почерком черной или синей пастой с соблюдением указанных требований.

Задание на выполнение контрольной работы составляется преподавателем. Содержание (оглавление) приводят в точном соответствии с рубрикацией, принятой в контрольной работе, с указанием номеров страниц, начала разделов и подразделов.

Основная часть. Включает развернутые ответы на поставленные вопросы, описание основных процессов, схемы установок.

Решение задач. Все задачи должны быть решены в соответствии с заданием. К каждой задаче делается вывод.

Список использованной литературы. Оформляется в соответствии с ГОСТом 7.1–2003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления». Ссылки на использованную литературу в тексте приводят в квадратных скобках, указывая номер источника по приведенному в реферате списку. Источники необходимо располагать в порядке появления ссылок в тексте.

Контрольное задание для студентов заочной формы обучения

В а р и а н т 1

1.Классификация загрязнений окружающей среды.

2.Физико-химическая очистка сточных вод.

1.Методы очистки воздуха от газопылевых выбросов.

2.Использование сточных вод.

7

1.Основные параметры процесса пылеулавливания.

2.Технологическая схема механо-биологической очистки сточных вод.

З а д а ч а 1

Подобрать циклон, обеспечивающий степень эффективности очистки газа от пыли не менее η согласно варианту задания (таб. 1)

Т а б л и ц а 1

8

Методика расчетного подбора циклонов

Расчет циклонов ведут методом последовательных приближений

вследующем порядке.

1.Задаются типом циклона и определяют диаметр D циклона по формуле

где Q – количество очищаемого газа, м3/с; VОП – оптимальная скорость газа в сечении циклона диаметром D, м/с;

Оптимальные параметры, определяющие эффективность циклонов, приведены в табл. 2.

Полученное значение диаметра D округляют до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона Dц. Ряд внутреннего типового диаметра циклонов, принятый в РФ, приведен в табл. 3.

Т а б л и ц а 3

Dц,м 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0

Примечание. Если рассчитанный диаметр циклона превышает его максимально допустимое значение (Dц), то необходимо применить два или более параллельно установленных циклона.

2. Согласно выбранному диаметру циклона находим по формуле действительную скорость газа в циклоне, м/с:

где n – число циклонов.

При этом действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15 %:

При отклонении более чем на 15% выбирают другой тип циклона.

3. Далее определяют параметр 50 d – диаметр частиц, реально осаждаемых с эффективностью 50 % при рабочих условиях, по формуле

9

где ρч – плотность частиц пыли, кг/м3; μ – вязкость газа, Па·с.

Ввиду того, что значения d50T , приведенные в табл. 2, определены

по условиям работы типового циклона (DТ = 0,6 м; ρТ = 1930 кг/м3; μТ = 22,2·10–6; VТ = 3,5 м/с), необходимо учесть влияние на величину d50 отклонений условий работы от типовых.

С учетом этих значений предыдущая формула принимает вид:

Полученное значение d50 должно быть меньше dп (заданного дисперсного состава пыли, мкм). Если это условие не выполнятся, необходимо выбрать другой циклон с меньшим значением d50T .

Значения параметров пыли d50T для каждого типа циклона приведены

втабл. 2.

4.Затем производят расчет параметра X по формуле

X0,8 lg dd50T .

50

5.По величине параметра X определяют значение нормальной функции распределения Ф(Х). Ф(Х) – это полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях, вычисляется по одной из формул, выбор которой зависит от одного из соблюдаемых условий:

- если 0 ≤ Х ≤ 0,6, то значение нормальной функции распределения Ф(Х) определяют по формуле

Ф(Х)=0,3762Х+0,5;

- если Х > 0,6 , то значение нормальной функции распределения Ф(Х) определяют по формуле

6. Далее определяют степень эффективности очистки газа в циклоне по формуле

1 Ф Х . 2

Расчетное значение степени эффективности очистки газа η в циклоне непременно должно быть равным или быть больше необходимого по усло-

10