«Процессы и аппараты химической технологии. В 5 ч. Часть 1 2-е изд., пер. и доп. Учебник для академического бакалавриата» скачать fb2, rtf, epub, pdf, txt книгу Дмитрий Павлович Вент

Дополнительная литература

4. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация, переработка. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002-336 с.

5. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: в 2 частях. Учебник для вузов. – М.: Химия. 1992.- Часть 1, 416 с; Часть 2, 384 с.

6. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. – М.: Химия, 1991. – 496 с.

7. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1971 – 784 с.

8. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.

9. Комарова Л.Ф., Кормина Л.А. Инженерные методы защиты окружающей среды. — Барнаул: изд-во ГИПП «Алтай», 2000 – 391 с.

Терминологический словарь

Адгезия (от лат. adhaesio – прилипание) – сцепление поверхностей разнородных тел.

Анион– отрицательно заряженный ион; в электрическом поле движется к положительному электроду – аноду. Примеры анионов: гидроксид – ион: OH^—; ион хлора Cl^—; сульфат – ион:

SO^2-₄.

Броуновское движение – беспорядочное движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе, под влиянием ударов молекул окружающей среды. Открыто Р.Броуном

Вакуум (от лат. vacuum – пустота) – состояние газа при давлениях p, более низких, чем атмосферное P_a (P_a ≈ 100 · 10³ Па). Различают низкий вакуум (в вакуумных приборах и установках ему соответствует область давлений p выше 100 Па), средний (0,1 Па < P < 100 Па), высокий (10^-5 Па < p < 0,1 Па) и сверх высокий (p < 10^-5 Па). Понятие «вакуум» применимо к газу в откаченном объеме и в свободном пространстве, например, к космосу.

Водородный показатель (pH)– характеризует концентрацию ионов водорода (H ) в растворах; численно равен отрицательному десятичному логарифму концентрации водородных ионов выраженной в молях на литр . Водные растворы могут иметь pH от 1 до 14; в нейтральных растворах pH = 7 (характерен и для чистой жидкой воды; в кислых растворах (где содержится повышенное количество ионов, H ), pH < 7; в щелочных растворах (где содержится повышенное количество гидроксид – ионов OH^—) pH > 7.

Вязкость ≡ внутреннее трение – свойство газов и жидкостей, характеризующее сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение. При ламинарном (струйчатом) течении среды В. проявляется в том, что при сдвиге соседних слоев среды относительно друг друга возникает сила противодействия, которая для многих сред пропорциональна скорости относительного сдвига слоев. Коэффициент пропорциональности между силой внутреннего трения и градиентом скорости между слоями называют коэффициентом динамической В. или просто В.

Гиброфобный – плохо смачиваемый водой.

Гидрофильный — хорошо смачиваемый водой.

Гуминовые кислоты – неплавкие темноокрашенные вещества, входящие в состав органической массы торфа (до 60%), бурых углей (20 ÷ 40%), почв (до 10%). Строение окончательно не установлено.

Диффузия (от лат. diffusion – распространение, рассеивание) – движение частиц среды, приводящее к переносу вещества и выравниванию концентраций, во всех направлениях распространения. В отсутствие макроскопического движения среды (например, конвекции) Д. молекул (атомов) определяется их тепловым движением (молекулярная Д.), происходит самопроизвольно. В однородной системе (газ, жидкость) при молекулярной Д. в отсутствие внешних воздействий диффузионный поток (поток массы) пропорционален перепаду концентрации. Коэффициент пропорциональности называют коэффициентом Д.

Зольностьот слова зола; зола – несгораемый остаток в виде пыли образующийся в результате полного сгорания вещества; основной элемент химического состава – углерод C – в случае горения органического вещества; основные элементы при горении органики и неорганики: углерод (C) и металлы.

Изотермический процесс — процесс, протекающей при постоянной температуре.

Ионизацирующие излучения – потоки частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации (превращению атомов и молекул в ионы) и возбуждению его атомов или молекул. Участники ионизирующего излучения: электроны, позитроны, протоны, нейтроны, элементарные частицы, ядра атомов, электро-магнитное излучение, рентгеновское излучение, j – излучение, жесткое ультрафиолетовое излучение.

Канцерогенные вещества – химические вещества, воздействие которых на организм при определенных условиях вызывает рак и другие опухоли.

Примеры: К.В.: ароматические амины, бенз (а) пирен, диоксины.

Катализаторы – вещества ускоряющие химические реакции.

Катион – положительно заряженный ион; в электрическом поле движется к отрицательному электроду (катоду). Примеры катионов: ионы водорода: (H ); ионы натрия: (Na ); ионы кальция: (Ca² ).

Коагуляция– слипание частиц при их сталкивании в процессах броуковского движения, перемешивания. Играет важную роль при очистке сточных вод. В результате укрупнения частиц повышается эффект их выделения из сплошной очищаемой фазы.

Компост– органическое удобрение, получаемое в результате микробного разложения органических веществ пищевых продуктов, коммунальных отходов, выделений домашних животных. Содержит азот, фосфор, калий, микроэлементы; по эффективности равноценен навозу. Компостирование – способ обезвреживание нечистот, отбросов.

Конвекция(от лат. convection – принесение, доставка) — перемещение макроскопических частей среды (газа, жидкости), приводящее к переносу массы, теплоты и других физических величин. Различают естественную (свободную) К., вызванную неоднородностью среды: перепадом температуры и плотности), и вынужденную К., вызванную внешним механическим воздействием на среду, например в результате перемешивания, интенсивного течения.

Манометр – прибор для измерения давления жидкости и газа. Различают абсолютные М., которое измеряют абсолютное давление (от нуля), М. избыточного давления – измеряют разность между давлением в какой – либо системе и атмосферным давлением, также различают барометры, дифманометры, вакуумметры.

Олеум (от лат. oleum – масло) – раствор оксида серы (VI) – SO₃ в серной кислоте H₂SO₄, обычно 18 – 20%. Тяжелая маслянистая жидкость

Онкологическое заболевание – заболевание, связанное с превращением нормальных клеток, тканей в опухолевых. Включает ряд предопухолевых стадий, завершается опухолевой трансформацией и ростом опухоли. Различают доброкачественные опухоли – не врастают в окружающие ткани, не образуют метастазов (вторичных очагов заболевания в новом месте) и злокачественные.

Патрубок – короткая труба для отвода пара, газа или жидкости от основного трубопровода, резервуара и т.п.

Пневмотранспорт (от греч. pneuma – дуновение, воздух) — устройство транспортирования сыпучих материалов по трубам с помощью созданного воздушного потока.

Псевдоожиженный (кипящий) слой – двухфазная псевдогомогенная система («твердые частицы – газ»; «твердые частицы – жидкость»), возникающая в результате псевдоожижения. Слой напоминает кипящую жидкость. Псевдо… (от греч. pseudos — ложь) ложный, мнимый.

Пластики, пластические массы – материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные приобретать заданную форму при нагревании под давлением и устройство сохранять ее после охлаждения. Помимо полимера могут содержать наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, пигменты и др. компоненты.

Равновесие– а) термодинамическое системы, характеризуется равенством температуры, давления и других макроскопических параметров ее частей, любая изолированная система с течением времени достигает состояния равновесия термодинамического;

б) Р. химическое – состояние реагирующей системы, при котором в ней протекают только обратимые реакции, при этом параметры состояния постоянны во времени, постоянно содержание компонентов, постоянна температура и т.д.

Регенерация(от regeneration – возрождение, возобновление) – техн. – 1) возвращение отработавшему продукту исходных качеств или 2) использование теплоты отходящих газообразных продуктов сгорания для подогрева топлива, воздуха или их смеси, поступающих в какую-либо технологическую установку.

Система природоохранная – совокупность аппаратов и сооружений предназначенных для снижения содержания загрязняющих агентов в потоках (газообразном, жидком, твердых компонентов), поступающих в природную среду, объединенных каналами, трубопроводами, транспортными установками и машинами в единый технический комплекс.

Сооружения природоохранные (то что сооружено, построено) – строение громоздкое по размерам, предназначенное для снижения загрязнения природной среды, например бункер, печь, пруд.

Сопло– узкий канал подачи газа или жидкости в виде струи, чем достигают высоких скоростей газа, жмдкости.

Тангенциальный (от лат. tangens – касающийся) — направленный по касательной линии относительно некоторой поверхности: «касаюсь поверхности и поворачиваусь вдоль нее».

Транспортер(конвейер — от анг. convey – перевозить) транспортная установка или машина непрерывного действия; по грузонесущему элементу т. разделяют на ленточные, пластичные, роликовые (рольганги), скребковые, ковшовые, винтовые (шнеки) и т.п.; по принципу действия т. бывают гравитационные и приводные (тяговые и вибрационные). Т. применяют для перемещения грузов, материалов, при сборке машин и т.д.

Турбулентное течение (от лат. turbulentus – бурный, беспорядочный) – течение жидкости или газа, при котором частицы жидкости (газа) совершают неупорядоченные, хаотические движения по сложным траекториям. Имеет место интенсивный перенос массы и тепла. В природе, технике преобладает Т.т.

Флотация – процесс разделения мелких частиц основанный на различии их в смачиваемости водой. При пенной флотации твердые частицы в водной среде прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются в пену, далее пену с частицами удаляют.

Фугат (фильтрат)– жидкая среда (осветленная жидкость) выходящая из фильтрующего материала – результат очистки суспензии, с помощью фильтра или центрифуги.

Шнек– 1) вал с винтообразными выступами (сплошными, ленточными, лопастными), применяется в конвейерах, дорожных машинах и др.; 2) винтовой конвейер: включает вал с винтообразными выступами, механизм привода – используют в основном для перемещения сыпучих материалов.

Штуцер – соединительная короткая труба обычно с резьбой на концах. С помощью штуцеров подсоединяют трубы к резервуарам, аппаратам, трубам и т.п.

Электролиты– жидкие или твердые вещества и системы, в которых в сколько-нибудь заметных концентрациях присутствуют ионы, способные перемещаться и проводить электрический ток. В узком смысле – соли, кислоты, гидроксиды, растворы которых приводят электрический ток ионами, образующими в результате электрический диссоциации (самопроизвольного распада на ионы).

Примеры тестовых заданий по дисциплине

«природоохранные системы и сооружения»

1. Безопасное состояние окружающей среды с экологических позиций характеризует соотношение:

а) ≤

б) =

в) >

Ответ:

Примечание: — текущая концентрация i — го вредного вещества в среде; — предельно допустимая концентрация — го вредного вещества.

2. … — гетерогенная система, в которой жидкость является сплошной фазой, а твердые частицы дисперсной средой.

3. … — гетерогенная система в которой газ является сплошной фазой, а твердые или жидкие частицы дисперсной фазой.

4. Размер растворенных частиц в истинных растворах составляет:

а) 10^{-10 м}

б) 10^{-18 м}

в) 5 мкм

Ответ:

5. Ионный обмен представляет собой частный случай:

а) жидкостной экстракции

б) адсорбции

в) фильтрования

Ответ:

6. Перепад давлений является движущей силой процесса.

а) осаждения

б) экстракции

в) фильтрование

Ответ:

7. Разность концентраций поглощаемого вещества в ядре потока очищаемой среды и на границе раздела фаз: очищаемая среда – поглотитель является движущейся силой процесса:

а) фильтрования

б) абсорбция

в) осаждения

Ответ:

8. Число Рейнольдса (Re) является мерой соотношения между силами

а) вязкости (трения) и инерции

б) тяжести и инерции

в) поверхностного натяжения и тяжести

Ответ:

9. Число Рейнольдса (Re) при ламинарном течении в прямом канале имеет значение:

а) 10 000

б) 5000

в) 1000

Ответ:

10. Жидкость в обычных условиях обладает плотностью (p, кг/м³)

а) ~ 1

б) ~ 10

в) ~ 1000

Ответ:

11. Плотность воздуха при нормальных условиях p (кг/м³) составляет:

а) 1,29

б) 1000

в) 12,5

Ответ:

12. Единицы измерения гидравлического сопротивления водопроводной сети, природоохранного аппарата:

а) H (Ньютон)

б) Вт (Ватт)

в) Па (Паскаль)

Ответ:

13. Фильтрованные перегородки из тканевых материалов применяют для

а) улавливания пылевых частиц размером 1 – 5 мкм

б) адсорбции оксидов серы из воздушной среды

в) адсорбции аммиака из водной среды

Ответ:

14. Область применения центрифуг:

а) очистка газов от пыли

б) поглощение аммиака из воды

в) снижение влагосодержания осадка

15. … — аппарат предназначенный для очистки суспензии под действием центробежных сил и не имеющий движущихся частей

16. Область применения адсорбентов:

а) разделение суспензий

б) поглощение ионов из растворов электролитов

в) сорбция разнообразных агентов воздушной среды

17. Диаметр патрубков отвода очищенного газа из адсорбера и диаметр патрубов подачи поглотителя в адсорбере по числовой величине:

а) совпадают:

б) >

в) <

Ответ:

18. Наибольшей площадью поверхности пор обладает:

а) активный уголь

б) силикагель

в) цеолит

Ответ:

19. Адсорбент в природоохранных системах:

а) глинистая порода

б) гранитная крошка

в) полиэтиленовая крошка

Ответ:

20. Результат использования анионитов – поступление в очищенную среду ионов

а) калия

б) аммония

в) хлора

Ответ:

21. Аэробные методы биохимической очистки вод базируются на:

а) жизнедеятельность бактерий

б) реакциях окисления с участием оксидов марганца

в) особенностях питания речных раков

22. В результате анаэробной очистки сточных вод преимущественно выделяется газообразной

а) кислород

б) метан

в) диоксид углерода

Ответ:

23. … — процесс, в результате которого снижается влагосодержание осадка

24. Пиролиз – термическая обработка осадка в условиях …

а) повышенного содержания кислорода, более 50%

б) отсутствия кислорода

в) содержания кислорода ~ 20%

Ответ:

25. Одна из целей сжигания осадков

а) снижение объема продуктов горения

б) получение кормового белка

в) синтез органических удобрений

Ответ:

26.… — термическая обработка осадка при температуре ~ 700⁰С в присутствии кислорода

27. Основное средство транспортирования твердых отходов и при их переработке –

а) пневмотракпорт

б) транспортер ленточный

в) магнитный ковш

28. Расположите в логической последовательности следующие аппараты и сооружения в одной природоохранной системы:

1) отстойник О.; 2) фильтр Ф.; 3) печь пиролиза П.П.; 4) центрифуга фильтрующая УФ.; 5) пруд биологический очистки ПБО.; 6) решетки отделения механических.

29. Расположите в логический последовательности следующие аппараты системы очистки воздуха: 1) абсорбер А, 2) фильтр Ф; 3) пылеосадительная камера; 4) циклон; 5) электрофильтр.

30. Сорбент при проведении хемосорбции диоксида серы (SO₂) – это … .

а) вода

б) разавленный раствор соляной кислоты

в) льняное масло

ПРИЛОЖЕНИЕ

Минобрнауки России

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный

инженерно-экономический университет»

Кафедра современного естествознания и экологии

УТВЕРЖДАЮ

Проректор

по учебно-методической работе и

качеству образования

д.э.н., профессор

___________________ В.И. Малюк “__30__”____ноября____2022г.

Рег. №___4127____

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины