24
Εισαγωγικά στοιχεία A' Κοκόσης Αντώνης Καθηγητής ΕΜΠ Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ [email protected]

Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ [email protected]˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Εισαγωγικά στοιχεία A'

Κοκόσης Αντώνης Καθηγητής ΕΜΠ Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ

[email protected]

Page 2: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

Άδεια Χρήσης

Page 3: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

ΑπόβληταΔιεργασία

Νερό τροφοδοσίας Εκβολές

ΚεντρικήΕπεξεργασίαΚαθαρισμού

Απόβλητα

Αυξανόμενοκόστος

Ακριβή επένδυση(χωρίς επιστροφή)

Αυξανόμενοκόστος

ΕκβολέςΔιεργασία

ΕπεξεργασίαΚαθαρισμούστη Μονάδα

Αυστηρότερεςκυρώσεις

Νερό τροφοδοσίας

3

Page 4: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Σχηματικά Ισοζύγια νερού

¨Ορια Μονάδας

Διεργασίες χρήσηςνερού

Σε καθαρισμούς στις διεργασίεςΣύστημα θέρμανσης και ψύξηςΣαν πρώτη ύλη, τροφοδοσία κλπ

4

Page 5: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Εισροές-εκροές

Εκροές

¨Ορια Μονάδας

Διεργασίες χρήσηςνερού

Κατεργασίααποβλήτων

5

Page 6: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

ΚΕΝΤΡΙΚΗΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ ΝΕΡΟΥ

ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ

Διεργασία 1

Διεργασία 2

Διεργασία 3

ΤροφοδοσίαΛεβητοστάσιου ΣΥΣΤΗΜΑ

ΑΤΜΟΥ

ΝΕΡΟΕΙΣΑΓΩΓΗΣ Καθαρό νερό Απόβλητα

ΒΡΟΧΙΝΟ ΝΕΡΟ

Ατμος Απώλειςσυμπύκνωσης

ΛέβηταςΑναγεννημένες εκροές

Πύργος Ψύξης Εκροές

Απώλειεςεξάτμισης

Σε αντικατάσταση...

6

Page 7: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Κατανεμημένες κατεργασίες καθαρισμού

ΝΕΡΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ

ΝΕΡΟΥΕΙΣΑΓΩΓΗΣ

Καθαρό νερό

Διεργασία 1

Διεργασία 3

Διεργασία 2

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ 1

ΤροφοδοσίαΛεβητοστάσιου

ΑτμοςΣΥΣΤΗΜΑ

ΑΤΜΟΥ

Απώλειςσυμπύκνωσης

ΛέβηταςΑναγεννημένες εκροές

Πύργος Ψύξης

Απώλειεςεξάτμισης

ΒΡΟΧΙΝΟ ΝΕΡΟ

ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

Εκροές

Εκροές

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ 2

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ 3

7

Page 8: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Κατανεμημένες επεξεργασίες

Κατεργασίες πριν την ανάμιξη

Κατεργασία στοχευμένη σε ένα συγκεκριμένο (και συνήθως μικρό) αριθμό ρυπαντών πουβρίσκονται ακόμη σε ψηλές συγκεντρώσεις

(ευκολότερος διαχωρισμός)

8

Page 9: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Πλεονεκτήματα

• Καλύτερες προοπτικές ανάκτησης ρυπαντών

• Άριστες προοπτικές μείωσης του κόστουςκατεργασίας

9

Page 10: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Ισοζύγια νερού

Ποιές είναι όμως οι αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στη χρήσηνερού και τις κατεργασίες καθαρισμού του;

Διεργασίες χρήσηςνερού

Κατεργασίααποβλήτων

Εκροές

¨Ορια Μονάδας

10

Page 11: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

1. ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΝΕΡΟΥ

ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ 1

ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ 2

ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ 3

ΚΑΘΑΡΟ ΝΕΡΟ ΑΠΟΒΛΗΤΑ

Χρήση νερού σε διαφορετικές διεργασίες

11

Page 12: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Αποτελέσματα επαναχρησιμοποίησης

Εισροές-εκροές νερού

ΝΕΡΟ ΣΕΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ

ΑΠΟΒΛΗΤΑ

ΕΚΡΟΕΣ

ΟΡΙΑ ΜΟΝΑΔΑΣ

Οι ροές ελαττώνονται, το φορτίο σε ρυπαντές παραμένει ίδιο

12

Page 13: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Για περαιτέρω μείωση στη χρήσηνερού απαιτείται αναγέννηση

και ανακύκλωση...

13

Page 14: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Αναγέννησημπορεί να επιτευχθεί γενικά με χημική αντίδραση, διαχωρισμό ήκαι συνδυασμό τους ώστε να μειωθεί η συγκέντρωση σε ρυπαντές:

• Χημική οξείδωση

• Φιλτράρισμα

• Απορρόφηση άνθρακα

• Κατεργασία με ατμό

κλπ

14

Page 15: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ 1

ΚΑΘΑΡΟ ΝΕΡΟ ΑΠΟΒΛΗΤΑΔΙΕΡΓΑΣΙΑ 2

ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ 3

ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

Αναγεννημένο νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε καινούριες διεργασίες (όχι στις ίδιες, διαφορετικά καταμετράται σαν ανακύκλωση)

2. ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ-ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ

15

Page 16: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Αποτελέσματα αναγέννησης - επαναχρησιμοποίησης

Μείωση σε ανάγκες για καθαρό νερό

Μείωση όγκου αποβλήτων

Μείωση συγκεντρώσεων σε ρυπαντές(η αναγέννηση ανακτά μέρος των ρυπαντών)

16

Page 17: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

(Σημείωση: εν γένει, το αναγεννημένο νερό μπορεί ναχρησιμοποιηθεί σε όλες τις διεργασίες που

χρησιμοποιήθηκε καθαρό νερό)

ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ 1

ΚΑΘΑΡΟ ΝΕΡΟ ΑΠΟΒΛΗΤΑΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗΔΙΕΡΓΑΣΙΑ 2

ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ 3

3. ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ - ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ

17

Page 18: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Μείωση στη χρήση καθαρού νερού

Μείωση στο συνολικό όγκοαποβλήτων

Μείωση φορτίου ρυπαντών (εξ’ αιτίας της αναγέννησης

Πολύ περισσότεραοφέλη από απλήαναγέννηση-επαναχρησιμοποίηση

Αποτελέσματα συνδυασμένης ανακύκλωσης-αναγέννησης

18

Page 19: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Το κόστος αναγέννησης είναι συνήθως σημαντικό

Ανακύκλωση - συσσώρευση ανεπιθύμητων ρυπαντώνστα ρεύματα ανακύκλωσης με προφανήσυνεπακόλουθα (διάβρωση, ανάπτυξη μικρο-οργανισμών)

Μειονεκτήματα αναγέννησης-ανακύκλωσης

19

Page 20: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Επαναχρησιμοποίηση-αναγέννηση-ανακύκλωσηΕισροές νερού

ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ

ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ

ΌΡΙΑ ΜΟΝΑΔΑΣ

ΕΚΡΟΕΣ

ΜΕΙΩΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ, ΜΕΙΩΣΗ ΦΟΡΤΙΩΝ,ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΦΟΡΤΙΩΝ, ΕΥΚΟΛΟΤΕΡΟΣ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ

20

Page 21: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΝΕΡΟΥΕισροές νερού

ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ

ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ

ΕΚΡΟΕΣ

ΌΡΙΑ ΜΟΝΑΔΑΣ

21

Page 22: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Πως αξιοποιούμε τις εναλλακτικέςπροοπτικές που παρουσιάζονται;

Επανα -χρησιμοποίηση Σύστημα

κατεργασίας

Καθαρό νερό Απόβλητα

Αναγέννηση

Κατεργασία

22

Page 23: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Συμπεράσματα1. Κατανεμημένο σύστημα κατεργασίας

2. Ελαχιστοποίηση χρήσης νερού, αποβλήτων

3. Βασικά υποσυστήματα και αλληλεπιδράσεις

• Καλύτερες προοπτικές ανάκτησης• Οικονομικότερες επιλογές

• Επαναχρησιμοποίηση - μείωση συνολικού όγκου• Αναγέννηση/επαναχρησιμοποίηση - ογκος αποβλήτων, φορτία• Αναγέννηση/επαναχρησιμοποίηση/ανακύκλωση - διευκολύνει

τελική κατεργασία καθαρισμού

Επαναχρησιμοποίησ

η

Σύστημακατεργασίας

Καθαρό νερό Απόβλητα

Αναγέννηση

Κατεργασία

23

Page 24: Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ akokossis@chemeng.ntua˜εματική...Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Χρηματοδότηση

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσιατου εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχειχρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση τουεκπαιδευτικού υλικού.

• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του ΕπιχειρησιακούΠρογράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» καισυγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση(Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.