CHEMICAL PLANTS

Anno accademico 2020/2021 - 2° anno
Docente: Giuseppe MANCINI
Crediti: 9
SSD: ING-IND/25 - IMPIANTI CHIMICI
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 138 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 45 di esercitazione
Semestre:

Obiettivi formativi

Il corso introduce alla conoscenza dei più diffusi impianti di industria di processo e delle attrezzature (operazioni unitarie), fornendo gli elementi fondamentali per la scelta e il calcolo delle principali unità utilizzate nelle operazioni di separazione di fase e per la loro gestione. Alla fine del corso l'allievo sarà capace di determinare le specifiche techiche di ogni impianto ricadente nelle tipologie studiate e valutare quali gli effetti sul processo di ogni cambiamento di parametri operativi.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali, esercitazioni al computer e visite tecniche presso impianti industriali

 

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

Nessun prerequisito


Frequenza lezioni

Obbligatoria (mandatory) e registrata ad ogni lezione


Contenuti del corso

ITALIANO 1. DIAGRAMMI DI FLUSSO - C&R, vol. 6 – cap. 4 1.1 Introduzione 1.2 Presentazione dello schema di processo 1.3 Calcoli manuali dei diagrammi di flusso 1.4 Calcoli mediante software dei diagrammi di flusso 1.5 Programmi di simulazione allo stato stazionario 1.6 Programmi semmplici per la valutazione dei bilanci di massa

2 SEPARAZIONE ATTRAVERSO TRASFORMAZIONI BIOLOGICHE E PROCESSI FISICI (note dal docente) 2.1 Un esempio di trasformazione biologica. 2.2. Separazione per gravità semplice 2.3. Separazione migliorata mediante pacchi lamellari

3.SEPARAZIONE ATTRAVERSO COAGULAZIONE E FLOCCULAZIONE – (note dal docente); 3-1 Introduzione; 3-2 Caratteristiche delle particelle da separare; 3-3 Teoria della coagulazione; 3-4 dimenzionamento del processo di coagulazione; 3-5 Teoria della flocculazione; 3-6 Teoria del mescolamento; 3-7 Dimensionamento impianti di mescolamento; 3-8 Operatività e manutenzione;

4. ADSORBIMENTO - C&R, vol. 2 – cap. 17 5.1 Introduzione 5.2 La natura degli adsorbenti 5.3 Equilibrio in adsorbimento 5.4 Adsorbimento multicomponente 5.5 Adsorbimento da liquidi 5.6 Struttura degli adsorbenti 5.7 Apparecchiatura 5.8 Rigenerazione dell’adsorbente esausto

5. COLONNE DI SEPARAZIONE (DISTILLAZIONE, ASORBIMENTO ED ESTRAZIONE) – C&R, vol. 6 – cap. 11 5.1 Introduzione 5.2 Distillazione continua: descrizione del processo 5.3 Distillazione continua: principi di base 5.4 Variabili di progetto nel processo di distillazione 5.5 Metodi di progettazione per sistemi binari 5.6 Distillazione multicomponente: considerazioni generali 5.7 Distillazione multicomponente: metodi speditivi per determinare il numero di stadi ed i flussi 5.8 Sistemi multicomponenti: procedure di soluzione rigorose (metodi informatici) 5.9 Distillazione in batch 5.10 Efficienza della piastra 5.11 Dimenionamento di massima della colonna 5.12 Scambiatori a piatti 5.13 Progettazione idraulica della piastra 5.14 Colonne impaccate 5.15 Colonne ausiliarie 5.16 Solvente di estrazione (estrazione liquido-liquido)

6. PROCESSI DI SEPARAZIONE A MEMBRANA – C&R, vol 2 – cap. 8 e note del docente 6.1 Introduzione 6.2 Classificazione dei processi a membrana 6.3 La natura delle membrane sintetiche 6.4 Equazione generale dei sistemi a membrana 6.5 Microfiltrazione 6.6 Ultrafiltrazione 6.7 Osmosi inversa 6.8 Moduli a membrana e la configurazione dell'impianto 6.9 Fenomeno di sporcamento della membrana 6.10 Elettrodialisi 6.11 L’osmosi inversa nell’impianto di trattamento delle acque 6.12 Pervaporazione 6.13 Membrane liquide 6.14 Separazione dei gas

7. LISCIVIAZIONE - C&R, vol. 2 – cap. 10 7.1 Introduzione 7.2 Trasferimento di massa in operazioni di lisciviazione 7.3 Apparecchiatura per lisciviazione 7.4 Lavaggio in controcorrente dei solidi 7.5 Calcolo del numero di stadi 7.6 Numero di stadi per il lavaggio in controcorrente mediante metodi grafici


Testi di riferimento

  1. Coulson & Richardson's Chemical Engineering, vol 6 – Chemical Engineering Design

  2. Coulson & Richardson's Chemical Engineering, vol 2 - Particle Technology and Separation Processes

  3. Dispense del docente (consegnate su chiavetta il primo giorno di lezione)



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1FLOW-SHEETING
2SEPARATION THROUGH BIOLOGICAL TRANSFORMATION AND PHYSICAL PROCESS
3SEPARATION THROUGH COAGULATION AND FLOCCULATION
4SEPARATION COLUMNS (DISTILLATION, ABSORPTION AND EXTRACTION)1,3 
5ADSORPTION2,3 
6MEMBRANE SEPARATION
7LEACHING

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Written Test; oral test if required

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Design the rectifying section for the column specified in the previous exrcercise. Take the minimum feed rate as 70 per cent of the maximum (maximum feed 54,000 kg/h). Use sieve plates. Reflux ratio = 1.35. Determine Physical properties, Column diameter and provisional plate design.

Based on the data from rapid small-scale adsorption test (for a constant diffusivity) in the following table design a full scale column with a flow rate of approximately 500 m3/d and a particle radius of 0.513 mm

An existing flocculation basin must be used to treat an industrial wastewater. Verify the maximum flow that can be treated by the basin, the required input power, specific power, impeller diameter and its rotational speed.

Design a static mixer for the following conditions: Design flow rate 150 m3/h; Minimum water temperature 21 °C; Mixer aspect ratio 1.2; Design COV is 4%

Design the settling tank to support a flow rate of 1600 m3/d and a concentration of 7 kg/m3 of total suspended solids.