ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΙΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ

Transcript

1 PA630 ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΙΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ Τίτλος Μαθήματος Συντετμημένος Τίτλος: Πλήρης Τίτλος: ATAP ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΙΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΡΥΠΩΝ Κωδικός Μαθήματος: PA630 Επίπεδο Μαθήματος: Προπτυχιακό Τύπος Μαθήματος: Υποχρεωτικό Έτος Σπουδών: Τρίτο Εξάμηνο: Έκτο (5 ο ) Πιστωτικές Μονάδες: 6,5 Υπεύθυνος Μαθήματος 1 : Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Δρ. Μαρία Γούλα Διδάσκων/ντες: Εργ. Συνεργάτες: Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Δρ. Μαρία Γούλα Νικόλαος Χαρισίου (MSc Μηχανική Περιβάλλοντος) Περιγραφή Μαθήματος: Το μάθημα «Αντιρρυπαντική Τεχνολογία Αέριων Χημικών Ρύπων», επιδιώκει την κατανόηση και πρακτική εξοικείωση του φοιτητή όσον αφορά το σχεδιασμό διαφόρων μονάδων αντιρρυπαντικής τεχνολογίας αέριων χημικών ρύπων. Στη διδακτέα ύλη περιλαμβάνονται: Προσρόφηση Αερίων, Απορρόφηση Αερίων, Θερμική Μετάκαυση, Καταλυτική Μετάκαυση, Απομάκρυνση SO 2, Απομάκρυνση ΝΟ x. Τα μαθήματα παρέχουν στους φοιτητές το θεωρητικό υπόβαθρο για την κατανόηση των αρχών λειτουργίας, της μεθοδολογίας και του σχεδιασμού των τεχνολογιών αυτών. Ουσιαστικός στόχος είναι η ενημέρωση και εξοικείωση των φοιτητών με τις βασικές διεργασίες και τεχνολογίες αιχμής, τις οποίες πρόκειται να αντιμετωπίσουν μελλοντικά στο περιβάλλον εργασίας τους. Μαθησιακά Αποτελέσματα: Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο φοιτητής θα πρέπει να: 1. Είναι σε θέση να αντιμετωπίζει προβλήματα ελέγχου της αέριας ρύπανσης με το σχεδιασμό κατάλληλων μονάδων αντιρρύπανσης (μεμονωμένων ή σε συνδυασμό), 2. Αξιολογεί και να βελτιστοποιεί τη λειτουργία υφιστάμενων μονάδων, 3. Είναι σε θέση να προχωρήσει σε δειγματοληψία και προσδιορισμό της συγκέντρωσης των O 2, CO 2,CO, SO 2 και NO x, από σταθερές πηγές, σύμφωνα με τα κατάλληλα πρότυπα, 4. Έχει την ικανότητα σύνταξης τεχνικών εκθέσεων, 5. Έχει ενεργή συμμετοχή σε ομαδική εργασία. Τρόπος Διδασκαλίας: Παραδόσεις Εργαστηριακές Ασκήσεις 1

2 Γλώσσα Διδασκαλίας: Ελληνική Προαπαιτούμενα Προϋποθέσεις Μαθήματος 2 Δεν υφίστανται προϋποθέσεις Απαιτήσεις 3 Δεν υφίστανται απαιτήσεις Συναπαιτούμενα Συνιστώμενα Μαθήματα Επιλογής του Προγράμματος Σπουδών Δεν υφίστανται Θεωρία Μαθήματος Διδακτέα Ύλη Αέρια Ρεύματα (Υπολογισμοί για παροχή αερίου ρεύματος και θερμοκρασίας, Υπολογισμοί ισοζυγίων μάζας σε αέρια ρεύματα, Υπολογισμοί για την περιεχόμενη υγρασία, Υπολογισμοί για την παρουσία SO 3, Υπολογισμοί για τη φόρτιση αιωρούμενων σωματιδίων, Υπολογισμοί για την περιεχόμενη θερμότητα, Υπολογισμοί για απαιτήσεις αραίωσης του αέρα) Ιδιότητες Αερίων και Ατμών (Τάση ατμών, Διαχυτότητες, Ισορροπία αερίου-υγρού και αέριου-στερεού, Χημικές αντιδράσεις) Προσρόφηση Αερίων (Φυσική και Χημική προσρόφηση, Ισόθερμες προσρόφησης, Δυναμικό προσρόφησης, Πειραματικός προσδιορισμός ισόθερμων, Φυσικές ιδιότητες προσροφητών, Συστήματα προσρόφησης σε σταθεροποιημένη κλίνη, πτώση πίεσης κατά μήκος σταθεροποιημένης κλίνης, Αναγέννηση προσροφητή) Προσρόφηση Αερίων (Σχεδιασμός συστημάτων προσρόφησης ενεργού άνθρακα σε σταθεροποιημένη κλίνη, Εκτίμηση κόστους) Απορρόφηση Αερίων (Θεωρία μεταφοράς μάζας, Μεταφορά μάζας σε πύργους με πληρωτικό υλικό, Απορρόφηση και χημική αντίδραση, Πλημμύριση, Πτώση πίεσης, και Επιτρεπόμενοι ρυθμοί αερίου και υγρού σε πύργους με πληρωτικό υλικό) Απορρόφηση Αερίων (Σχεδιασμός πύργου απορρόφησης, Εκτίμηση κόστους) Θερμική Μετάκαυση (Χημεία της οξείδωσης, Θερμοκρασία, Χρόνος Παραμονής και Τυρβώδης ανάμειξη, Πρόβλεψη της κινητικής των VOC, Μη ισοθερμοκρασιακή φύση της οξείδωσης των VOC) Θερμική Μετάκαυση (Μονάδες θερμικής οξείδωσης, Ζητήματα σχεδιασμού, Ισοζύγια μάζας και ενέργειας, Ανάκτηση θερμότητας, Εκτίμηση κόστους) Καταλυτική Μετάκαυση (Παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργία καταλυτικών μονάδων καύσης, Επίδραση της ταχύτητας χώρου στην απόδοση καταστροφής, Επίδραση της θερμοκρασίας στην απόδοση καταστροφής, Ανάκτηση Θερμότητας) 2

3 Καταλυτική Μετάκαυση (Μεταβλητές σχεδιασμού, Απόδοση καταστροφής & Χαρακτηριστικά προβλήματα λειτουργίας, Απαιτήσεις συμπληρωματικού καυσίμου, Παροχή συνδυασμένου αέριου ρεύματος εισερχόμενου στην καταλυτική κλίνη, Παροχή καυσαερίων που απομακρύνονται από την καταλυτική κλίνη, Απαιτούμενη καταλυτική κλίνη, Πτώση πίεσης σε μονάδα καταλυτικού μετακαυστήρα, Κόστος συστημάτων καταλυτικής μετάκαυσης) Απομάκρυνση SO 2 (Αποθείωση καυσίμου, Τεχνικές απομάκρυνσης SO 2, Διεργασίες απόρριψης, Διεργασίες αναγέννησης, Καθαρισμός με ασβεστόλιθο, Χημεία της διεργασίας και παράγοντες λειτουργίας, Μεταφορά μάζας SO 2, Εκτίμηση κόστους για συστήματα FGD) Απομάκρυνση ΝΟ x (Χημεία σχηματισμού των ΝΟ x, Καύσιμο ΝΟ x, Έλεγχος ΝΟ x σε σταθερές πηγές, τεχνικές επεξεργασίας αερίων καύσης, Κόστος) Απαέρια εκπομπών σταθερών πηγών: Δειγματοληψία και προσδιορισμός της συγκέντρωσης των O 2, CO 2,CO, SO 2 και NO x κατά ΕΛΟΤ ΕΝ 14789:2006 Εργαστήριο Υπολογισμοί παραμέτρων αερίων ρευμάτων Σχεδιασμός αντιδραστήρων διαλείποντος έργου, συνεχούς λειτουργίας, συνεχούς λειτουργίας με ανάδευση Σχεδιασμός μονάδας προσρόφησης Απαιτήσεις σε άνθρακα και Διαστασιολόγηση Σχεδιασμός μονάδας προσρόφησης Απαιτήσεις σε ατμό, Υπολογισμός πτώσης πίεσης και Εκτίμηση κόστους Σχεδιασμός πύργου απορρόφησης Διαστασιολόγηση Σχεδιασμός πύργου απορρόφησης Υπολογισμός πτώσης πίεσης και Εκτίμηση κόστους Σχεδιασμός μονάδας θερμικής οξείδωσης Απαιτήσεις σε ενέργεια Σχεδιασμός μονάδας θερμικής οξείδωσης Διαστασιολόγηση και Εκτίμηση κόστους Σχεδιασμός καταλυτικού μετακαυστήρα Απόδοση καταστροφής Σχεδιασμός καταλυτικού μετακαυστήρα Πτώση πίεσης και Εκτίμηση κόστους Σχεδιασμός συστήματος FGD Σχεδιασμός συστήματος SCR Δειγματοληψία και προσδιορισμός της συγκέντρωσης των O 2, CO 2,CO, SO 2 και NO x κατά ΕΛΟΤ ΕΝ 14789:2006 Στο πεδίο Μέθοδοι Διδασκαλίας & Φόρτος Εργασίας του Μαθήματος Μέθοδοι Διδασκαλίας Πλήρης Παρακολούθηση Τύπος Περιγραφή Ώρες Συχνότητα Μέσος Εβδομαδιαίος Φόρτος Εργασίας (ώρες) Εργασία ή Τεχνική Μελέτη Εργαστήριο Εργαστηριακές Ασκήσεις 2 Εβδομαδιαίως 3,00 3

4 Παραδόσεις Παρουσιάσεις Powerpoint 3 Εβδομαδιαίως 3,00 Ανεξάρτητη και Κατευθυνόμενη Μάθηση Ατομική Προετοιμασία & Συμπλήρωση εργασίας διαφορετική για κάθε εργαστηριακή άσκηση 1 & 2 Εβδομαδιαίως 3,00 Σύνολο Εβδομαδιαίων Ωρών Διδασκαλίας & Φόρτου Εργασίας 5,00 9,00 Αξιολόγηση Ανάλυση Αξιολόγησης % Μαθησιακή δραστηριότητα εντός του Τμήματος (*) (Θεωρία) Πρόοδος Μαθησιακή δραστηριότητα εντός του Τμήματος (*) (Θεωρία) Πρόοδος 40,0 80,0 ή χωρίς συμμετοχή / αποδοχή προόδου 0,0 Μαθησιακή δραστηριότητα εντός του Τμήματος (*) (Εργαστήριο) Εργαστήριο (Μέσος όρος Εργασιών και Τεστ αξιολόγησης - ΜΕΑΤ) Εργαστήριο (Μέσος όρος Εργασιών και Τεστ αξιολόγησης - ΜΕΑΤ) Πρακτική Άσκηση 4 με ΜΕΑΤ 5,0 50,0 50,0 ή εάν ΜΕΑΤ 7,50 60,0 40,0 Βλ. Αξιολόγηση Εργαστηρίου (*)Ανάλυση Μαθησιακής Δραστηριότητας Τύπος Περιγραφή Επιδιωκόμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα % επί του συνόλου Ημερομηνία Εξέτασης Πρακτική άσκηση (Εργαστήριο) Δέκα εργαστηριακές ασκήσεις 1, 2, 3, 4, 5 50 Εβδομαδιαία Τεστ Αξιολόγησης Δεκάλεπτο Τεστ πριν την έναρξη της 1, 2, 3 20 Εβδομαδιαία 4

5 (Εργαστήριο) εργαστηριακής δραστηριότητας Εργασία (Εργαστήριο) Εκτύπωση από το χώρο τηλεκπαίδευσης (e-class), συμπλήρωση και παράδοση εργασίας διαφορετική για κάθε εργαστηριακή άσκηση και ομάδα φοιτητών 1, 2, 3, 4 30 Εβδομαδιαία Επαναληπτικό μάθημα - Εικονικές εξετάσεις (Εργαστήριο) Επανάληψη διδακτέας ύλης, επισήμανση σημαντικότερων σημείων, λύσεις ασκήσεων/θεμάτων 1, 2, 3, 4-12 η Εβδομάδα Παραδόσεις (Θεωρία) Θεωρητικό Υπόβαθρο 1, 2 Εβδομαδιαία % Συνόλου Ο Υπεύθυνος Καθηγητής του Μαθήματος διατηρεί το δικαίωμα αλλαγής της φύσης και του χρόνου εξέτασης Πηγές Συνιστώμενη Βιβλιογραφία Έλεγχος αέριας ρύπανσης, Cooper C. David,Alley F. C., ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε. Βασικές αρχές αντιρρυπαντικής τεχνολογίας ατμοσφαιρικών ρύπων, Ραψομανίκης Σπύρος Χ.,Καστρινάκης Ελευθέριος Γ., ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε. Εργαστηριακό φυλλάδιο με τη κατάλληλη θεωρία για την κατανόηση των εργαστηριακών ασκήσεων και την πλήρη περιγραφή των βημάτων που απαιτούνται για το σχεδιασμό των τεχνολογιών αυτών. Επιπλέον, μεταξύ άλλων αναφέρονται ο κανονισμός του εργαστηρίου για την εύρυθμη λειτουργία αυτού, καθώς και βασικές εισαγωγικές έννοιες που άπτονται του αντικειμένου της Περιβαλλοντικής μηχανικής για αέρια ρύπανση. Πρόσθετες σημειώσεις ή φυλλάδια για περαιτέρω επεξηγήσεις των ασκήσεων και των τεχνικών ανάλυσης, όποτε κρίνεται απαραίτητο. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Πρότυπα συμπλήρωσης εργαστηριακής έκθεσης αναρτημένα εβδομαδιαία στο χώρο τηλεκπαίδευση (eclass), Video διάρκειας 20 min το καθένα από την Environmental Protection Agengy (ΗΠΑ) όπου περιγράφονται οι βασικές αρχές λειτουργίας των τεχνολογιών αυτών (Σημείωση: Η χρήση των video γίνεται μετά από χορήγηση σχετικής άδειας, Χρήση Software (για κάθε τεχνολογία), ανεπτυγμένο από τη διδάσκοντα του μαθήματος. Συνιστώμενη Αρθρογραφία Charisiou N.D., Papageridis K. and Goula M.A., Software development package for modelling in environmental engineering: Control equipment for gaseous pollutants, PRE-XI (11th International Conference on the Protection and Restoration of the Environment), Thessaloniki, Greece, July 3-6, Theodore L., (2008), "Air Pollution Control Equipment Calculations", John Wiley & Sons, Inc, Hoboken, New Jersey, USA; Wang K.L., Pereira C.N., & Hung Y.T., (2004), "Handbook of Environmental Engineering: Volume I - Air 5

6 Pollution Control Engineering", Humana Press, Totowa, New Jersey, USA; Reynolds P.J., Jeris S.J. & Theodore L., (2002), "Handbook of Chemical and Environmental Engineering Calculations", John Wiley & Sons, Inc, New York, USA; Crowder W.J., Keener T. Harrison P.D. & Smith T., (2002) "Control of Particulate Matter Emissions: Student Manual", EPA & NACAA, Newport News, Virginia, USA; Perry R.H. & Green D.W., (1997), "Perry's Chemical Engineers Handbook", McGraw-Hill (7 th Ed.), USA. 1 Ο Υπεύθυνος Καθηγητής Μαθήματος, είναι μόνιμο μέλος του Εκπαιδευτικού Προσωπικού (ΕΠ) του Τμήματος. 2 Προϋποθέσεις, πριν την εγγραφή του φοιτητή στο μάθημα, είναι οι προγενέστερες γνώσεις ή πρακτικές δεξιότητες, τις οποίες αναμένεται να κατέχει ο φοιτητής. Είναι δυνατή η εγγραφή του φοιτητή στο μάθημα, έστω και αν δεν κατέχει τις συνιστώμενες γνώσεις. Στην συγκεκριμένη περίπτωση, ο φοιτητής θα αντιμετωπίσει σημαντική δυσκολία στην επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος. Οι συνιστώμενες γνώσεις σχετίζονται είτε με προγενέστερα μαθήματα Προγράμματος Σπουδών του Τμήματος ή με μαθήματα προγενεστέρου Εκπαιδευτικού επιπέδου. 3 Οι απαιτήσεις, πριν την εγγραφή του φοιτητή στο μάθημα, είναι οι υποχρεωτικές, προγενέστερες γνώσεις ή πρακτικές δεξιότητες, τις οποίες οφείλει να κατέχει ο φοιτητής. Δεν είναι δυνατή η εγγραφή του φοιτητή στο μάθημα, εάν δεν δύναται να πιστοποιήσει την επιτυχή του παρακολούθηση στα μαθήματα του Καταλόγου των Απαιτήσεων. 4 Σε εκείνες τις περιπτώσεις, κατά τις οποίες η Πρακτική Άσκηση αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του Μαθήματος. 6