Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
2015-04-14
1
APARATURA W OCHRONIE
ŚRODOWISKA-
5. MAGAZYNOWANIE CIAŁ
STAŁYCH, CIECZY I GAZÓW
Wykład dla kierunku Ochrona Środowiska
Wrocław, 2015 r.
Rodzaje magazynów substancji
Ze względu na stan skupienia magazynowanej substancji
wyodrębnić można:
• zbiorniki/magazyny ciał stałych,
• zbiorniki/magazyny cieczy,
• zbiorniki/magazyny gazów.
Ze względu na panujące w zbiornikach ciśnienia wyróżnia
się:
• zbiorniki bezciśnieniowe,
• zbiorniki ciśnieniowe.
Ze względu na zabudowę górnej części wyróżnia się:
• zbiorniki otwarte,
• zbiorniki zamknięte.
2015-04-14
2
Rodzaje magazynów substancji
Ze względu na rodzaj materiału użytego do konstrukcji
można wyróżnić zbiorniki/magazyny:
• metalowe, np.:
– ze stali węglowych;
– ze stali stopowych;
– aluminiowe;
– miedziane;
• murowane z cegły;
• betonowe;
• ceramiczne;
• z tworzyw sztucznych;
• z kompozytów;
• drewniane.
Oznaczenia symboliczneBN-72/2200-01, ISO 10628
Do magazynowania wykorzystuje się:
1. zbiorniki (naczynia) otwarte:
a) pionowe;
b) poziome,
2. zbiorniki (naczynia) zamknięte
bezciśnieniowe:
a) pionowe;
b) poziome,
3. zbiorniki zamknięte ciśnieniowe:
a) pionowe;
b) poziome;
2015-04-14
3
Oznaczenia symboliczneBN-72/2200-01, ISO 10628
4. powierzchnie magazynowe otwarte;
5. pomieszczenia zamknięte;
6. butle (cylindry);
7. worki;
8. beczki.
MateriałGęstość
nasypowa, kg/m3 MateriałGęstość
nasypowa, kg/m3
piasek rzeczny 1700 ÷ 1800węgiel kamienny
orzech750 ÷ 1000
piasek kopany
0 ÷ 2 mm1700
węgiel kamienny
drobny800 ÷ 850
żwir ~1700węgiel kamienny
gruby650 ÷ 780
cement 1000 ÷ 1600wapno
hydratyzowane430 ÷ 540
chlorek sodu 1140 koks 460 ÷ 530
Właściwości magazynowanych ciał
stałych ― gęstość nasypowa ― przykłady
2015-04-14
4
Materiał
Średnia wartość
kąta naturalnego
zsypu
koks 35 ÷ 50
węgiel kamienny
gruby45
węgiel kamienny
orzech45
węgiel kamienny
drobny30 ÷ 35
cement 30 ÷ 40
Właściwości magazynowanych ciał stałych
― kąt naturalnego zsypu ― przykłady
Magazynowanie ciał stałych
― magazyny otwarte
Magazyn na wolnym powietrzu z
dźwignicą mostową:1 – szyna jezdna,
2 – pomost,
3 – wózek chwytaka,
4 – kabina maszynisty,
5 – magazyn otwarty,
6 – wagon,
7 – materiał magazynowany,
8 – chwytak (czerpak),
9 – słupy nośneŹródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne
w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-
Techniczne, Warszawa, 1998
2015-04-14
5
Magazynowanie ciał stałych
― pryzmy
Przykryte Statycznie Napowietrzane
Pryzmy w kompostowniŹródło: wcinatcol.home.pl/?page_id=651
Pryzmy sezonowanego urobku
czerpalnego (przeznaczenie: kształtowanie krajobrazu,
rekultywacja składowisk odpadów)Źródło: www.dredgdikes.eu/pl/what-are-dredged-
materials-751
Magazynowanie ciał stałych
― magazyny półotwarte
Wiata magazynowaŹródło: www.k3agro.pl/node/291
Hala łukowaŹródło:test.jacol.com.pl/index.php?page=nowosci&nowo
sci=polyplus
2015-04-14
6
Magazynowanie ciał stałych
― magazyny zamknięte
Źródło: protan-elmark.com.pl/hale-magazynowe/
Magazynowanie ciał stałych
― magazyny jednopiętrowe
Zamknięta hala
magazynowa dla
materiałów sypkich:1 – hala,
2, 3, 5, 6 – transportery
taśmowe,
4 – urządzenia czerpakowe,
7 – materiał składowanyŹródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej.
Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998
2015-04-14
7
Magazynowanie ciał stałych
― magazyny wielopiętrowe
Magazyn wielopiętrowy:1 – materiał drobnicowy,
2 – materiał sypki,
3 – wyciąg
Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy
mechaniczne w inżynierii chemicznej.
Wydawnictwa Naukowo-Techniczne,
Warszawa, 1998
Magazynowanie ciał stałych
― zasobniki
Typy zasobników:
a) o przekroju kwadratowym, b) o przekroju prostokątnym, c) o przekroju
kwadratowym z czterema lejami wysypowymi, d) i e) o przekroju kołowym
a) b) c) e)d)
2015-04-14
8
Magazynowanie ciał stałych
― silosy
Silos betonowy do magazynowania materiałów sypkich:
1 – przenośniki taśmowe, 2 – przenośnik kubełkowy, 3 – zgarniaki (spychacze)Źródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne,
Warszawa, 1998
• silosy kamienia wapiennego ― instalacje
odsiarczania;
Zasobniki i silosy w ochronie środowiska
― przykłady
Silos kamienia wapiennego nr 3 w Elektrowni
Turów (Zmagazynowany kamień wapienny przy pomocy
przenośnika dozowany jest do kruszarki, gdzie ma
miejsce jego kruszenie)Źródło: www.elturow.pgegiek.pl/index.php/projekty-unije/odsiarczanie-
realizacja-projektu/
2015-04-14
9
• silosy mączki wapiennej ― instalacje odsiarczania;
Zasobniki i silosy w ochronie środowiska
― przykłady
Silos mączki wapiennej nr 4 w Elektrowni
Turów
Źródło: www.elturow.pgegiek.pl/index.php/projekty-unije/odsiarczanie-
realizacja-projektu/
• silosy wapna do higienizacji osadów ― oczyszczalnie
ścieków;
Zasobniki i silosy w ochronie środowiska
― przykłady
Silos z wapnem wysokoreaktywnym w stacji
odwadniania i higienizacji osadów na
oczyszczalni ścieków w Strzegomiu
Źródło: www.wik.strzegom.pl/strony/obiekty_os_strzegom.htm
2015-04-14
10
• silosy odpadów;
• silosy popiołów.
Zasobniki i silosy w ochronie środowiska
― przykłady
Silosy stalowe do magazynowania popiołów z kotłów elektrociepłowni w
Zakładach Azotowych w Tarnowie-Mościcach(Popioły mogą być wykorzystane jako surowiec w wielu gałęziach przemysłu, np. w przemyśle
betonowym, materiałów budowalnych, cementowym, górnictwie, w drogownictwie)Źródło: http://www.plastech.pl/wiadomosci/Azoty-Tarnow-maja-nowa-instalacje-odbioru-popiolow-6494
Magazynowanie ciał stałych
― wysyp materiałów sypkich
a) b) c)
Rodzaje wysypu materiału sypkiego:
a) normalny, b) hydrauliczny, c) pośredni
2015-04-14
11
Magazynowanie ciał stałych
― sklepienia
Sklepienie nad otworem wylotowym podczas wysypu materiałów
rozdrobionych:
a) sklepienie utworzone przez materiał gruboziarnisty, b) sklepienie utworzone
przez drobne cząstki materiału sypkiegoŹródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne,
Warszawa, 1998
a) b)
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
a) b) c)
Źródło:
Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998
2015-04-14
12
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Silos z opróżnianiem ślimakowym Źródło: www.silosystem.cz/glr/specialni%20sila%203.jpg
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Wygarniacz z uchylnymi ramionamiŹródło: http://www.compte-fortech.pl/pl/page/top/pozosta%C5%82e-
produkty/silosy-i-sk%C5%82adowanie-paliwa/wygarniacz-z-
uchylnymi-ramionami-ebe.html
2015-04-14
13
• zbiorniki z ruchomym dnem;
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Źródło: www.pwpkatowice.pl/main/ruchome_dno.html
• stosowanie ram poślizgowych
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Źródło: www.est.net.pl/p_systemy.html
2015-04-14
14
• stosowanie przesuwnych ram rozładowczych
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Źródło: www.est.net.pl/p_systemy.html
• dodawanie substancji zmniejszających tarcie;
• stosowanie dysz pneumatycznych;
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Źródło: www.matykiewicz.com/katalog/airsweep.htm
2015-04-14
15
• stosowanie generatorów fal uderzeniowych/
pulsatorów;
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Zasobnik rudy żelaza z zabudowanymi generatorami fal
uderzeniowych
Generatory fal uderzeniowych zabudowane na absorberze
Źródło: www.ekozub.pl/files/artykul_bunkry_20032014_1396335581.pdf
• stosowanie układów wibrujących
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Źródło:
dojarkidream.pl/wibrator-do-silosu/
Źródło:
www.poggigroupspa.com/sito_inglese/products_access
_hori_silos.html
2015-04-14
16
• dna wybierające z wibratorami elektrycznymi;
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Źródło: www.wamgroup.pl/pl-PL/WAMPL/Product/BA/Dna-wybierajace
• stosowanie obijaków/odbijaków/młotków pneuma-
tycznych;
Magazynowanie ciał stałych
― zapobieganie powstawaniu sklepień
Źródło: http://www.ctms.com.pl/odbij_pneum.html
2015-04-14
17
Magazyny cieczy ― podział
Magazyny/zbiorniki cieczy podzielić można:
1) ze względu na zabudowę górnej części:
– zbiorniki otwarte;
– zbiorniki zamknięte;
2) ze względu na usytuowanie:
– zbiorniki podziemne;
– zbiorniki półpodziemne;
– zbiorniki nadziemne;
3) ze względu na panujące ciśnienia:
– zbiorniki bezciśnieniowe;
– zbiorniki ciśnieniowe.
a) b)
c) d)
Magazyny cieczy ― podział
4) ze względu na kształt powłoki:
• cylindryczne:
– pionowe – rys a);
– poziome – rys b);
• kuliste – rys c);
• kroplokształtne
– rys d);
• prostopadłościenne.
Źródło:
Warych J., Aparatura chemiczna i procesowa. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2004
2015-04-14
18
5) ze względu na kształt dna:• z dnami płaskimi - rys a);
• z dnami płaskimi z użebrowaniem- rys e) i g);
• z dnami płaskimi wyoblonymi - rys f);
• z dnami stożkowymi bez wyoblenia – rys b);
• z dnami stożkowymi z wyobleniem – rys c);
• z dnami elipsoidalnymi – rys d).
a) b) c) d)
Magazyny cieczy ― podział
e) f) g)
Otwarte magazyny cieczy ―
zastosowania
Otwarte osadniki wstępne w Centralnej
Oczyszczalni Ścieków w KoziegłowachŹródło: www.aquanet.pl/aktualnosci,223
2015-04-14
19
Zamknięte magazyny cieczy ―
zastosowania
Hermetyzacja osadników wstępnych w Centralnej
Oczyszczalni Ścieków w KoziegłowachŹródło: www.kierunekwodkan.pl/artykul,13215,hermetyzacja-osadnikow-wstepnych-w-
kozieglowach-zobacz-film.html#prettyPhoto
Magazyny cieczy ― konstrukcje pokryw
Źródło:
Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii
chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998
a) b)
c)
2015-04-14
20
Magazyny cieczy ― dachy pływające
a) b)
Sposób uszczelnienia między dachem pływającym a ścianą zbiornika:1 – płaszcz, 2 – uszczelnienia, 3 – dach pływający
Źródło:
Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998
Magazyny cieczy ― dachy pływające
Źródło: www.technokontrol.com/en/products/floating-roof.php
2015-04-14
21
Popularne zastosowania:
• przydomowe zbiorniki LPG
(Liquefied Petroleum Gas) –
gazów płynnych, np. propan,
propan-butan, butan;
Zbiorniki cylindryczne poziome
Źródło:
ladnydom.pl/budowa/1,106577,2552160.html
• zbiorniki na olej opałowy i olej
napędowy;
Źródło:
www.oltrans.com.pl/_img.php?zdjecie=im
ages/zbiorniki_olej-1i2plaszczowe/02.jpg
• zbiorniki na wodę pitną;
• szamba;
• zbiorniki na deszczówkę.
Zbiorniki cylindryczne poziome
Źródło:
www.oltrans.com.pl/_img.php?zdjecie=images/zbior
niki_pitna/56.jpg
Źródło: www.monbud.pl/60,cennik--szamba-i-
zbiorniki-na-deszczowke.html
2015-04-14
22
Zbiorniki kuliste
Źródło:
www.chinatanksandvessel.com/lpg-spherical-tanks.html
Przykłady zastosowań:
• zbiorniki LPG;
• zbiorniki LNG (Liquefied Natural Gas)
– skroplony gaz ziemny;Źródło: www.ecquologia.com
Zbiorniki kuliste
Kulisty zbiornik wody, Downsville, USAŹródło: landmarkhunter.com/199353-downsville-elevated-water-tank/
• zbiorniki/zasobniki wody;
• zbiorniki wody w wieżach ciśnień.
Kolejowa wieża ciśnień z kulistym zbiornikiem, Korsze,
woj. warmińsko-mazurskieŹródło:
pracownicy.uwm.edu.pl/wojsob/miejsca/powiat_ketrzynski/korsze_wieza.html
2015-04-14
23
Zbiorniki kroplokształtne
Zbiornik butanuŹródło:
http://www.thermacon.com/Insulation/SpecialApplications.html
Najczęściej przeznaczone są do
magazynowania paliw płynnych.
Magazynowanie gazów
Zbiorniki do magazynowania gazów podzielić można
na:
• niskociśnieniowe (5-8 kPa) o zmiennej objętości:
― mokre;
― suche;
• wysokociśnieniowe o stałej objętości.
2015-04-14
24
Zbiorniki niskociśnieniowe mokre
Mokry zbiornik magazynowy gazu: 1 – dzwony teleskopowe, 2 –
zamknięcie hydrauliczne wodne, 3 – konstrukcja wsporczaŹródło: Warych J., Aparatura chemiczna i procesowa. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2004
Zbiorniki niskociśnieniowe mokre
Jednoczłonowy dzwonowy zbiornik gazu: 1 – dzwon w prowadnicach,
2 – oddzielacz, 3 – filtr, 4 - basenŹródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-
Techniczne, Warszawa, 1998
2015-04-14
25
Zbiorniki niskociśnieniowe dzwonowe
Źródło: http://en.plynojemy.cz/foto/wet-gas-holders/
Zbiorniki niskociśnieniowe suche
Suchy zbiornik magazynowy gazu: 1 – rozdzielacz cieczy,
2 – tarcza (talerz), 3 – uszczelnienie cieczowe, 4 - pompaŹródło: Warych J., Aparatura chemiczna i procesowa. Oficyna Wydawnicza PW,
Warszawa, 2004
2015-04-14
26
Zbiorniki niskociśnieniowe suche
Zbiornik gazowy z ruchomym
talerzem: 1 – płaszcz, 2 – talerz, 3 – rolki
prowadzące, 4 – uszczelnienie, 5 –
podnośnik, 6 – przestrzeń gazowa, 7 –
przewód gazowy z zaworem zwrotnymŹródło: Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w
inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-
Techniczne, Warszawa, 1998
Zbiorniki niskociśnieniowe membranowe
Niskociśnieniowy zbiornik biogazu: A – membrana zewnętrzna, B – membrana
wewnętrzna, C – system przepływu powietrza, D – system lin, E – ucho kotwiczne, F –
zawór zwrotny, G – dmuchawa, H – zawór niskociśnieniowy, I – zawór nadciśnienia, J –
okienko kontrolneZa: Kacprzak A., Michalska K., Aspekty logistyczne i technologiczne procesu gromadzenia i przetwarzania odpadów
www.proakademia.eu/baza-wiedzy/50.html
2015-04-14
27
Magazyny dwumembranowe
Niskociśnieniowy zbiornik biogazu: A – membrana zewnętrzna, B – membrana
wewnętrzna, C – system przepływu powietrza, D – zawór zwrotny, E – wentylator
promieniowy, F – ucho kotwiczne, G – zawór bezpieczeństwa, H – okienko kontrolne, I –
czujnik ultradźwiękowyZa: Kacprzak A., Michalska K., Aspekty logistyczne i technologiczne procesu gromadzenia i przetwarzania odpadów
www.proakademia.eu/baza-wiedzy/50.html
Zbiorniki wysokociśnieniowe
Cylindryczne zbiorniki sprężonego powietrzaŹródło: www.kompresory-osuszacze-filtry.pl/product/zbiornik-
sprezonego-powietrza-boge-50-liter-ocynkowany-16-bar-lezacy-78/
Kuliste zbiorniki na CNG (Compressed
Natural Gas) – sprężony gaz ziemnyŹródło: www.cng-energysolutions.com/storage.html