CHEMICAL PLANTS

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.

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.

Nessun prerequisito

Obbligatoria (mandatory) e registrata ad ogni lezione

ITALIANO 1. Introduzione al corso e alle problematiche di progettazione degli impianti chimici, verifica delle capacità

2.SEPARAZIONE ATTRAVERSO TRASFORMAZIONI CHIMICHE E PROCESSI FISICI – (note dal docente); 2-1 Introduzione; 2-2 Caratteristiche delle particelle da separare; 2-3 Teoria della coagulazione; 2-4 dimensionamento del processo di coagulazione; 2-5 Teoria della flocculazione; 2-6 Teoria del mescolamento; 2-7 Dimensionamento impianti di mescolamento; 2-8 Operatività e manutenzione; 2.9. Separazione per gravità semplice 2.10 Separazione migliorata mediante pacchi lamellari.

3. REATTORI PER LA TRASFORMAZIONE BIOLOGICA DEL SUBSTRATO (note dal docente) 3.1 Dimensionamento di un reattore biologico con bi-substrato e popolazione 3.2 Principi di Simbiosi industriale tra processi per la trasformazione biologica del substrato e processi con produzione di energia: bilanci di massa, energia e dimensionamento di massima degli impianti

4. ADSORBIMENTO - C&R, vol. 2 – cap. 17 4.1 Introduzione 4.2 La natura degli adsorbenti 4.3 Equilibrio in adsorbimento 4.4 Adsorbimento multicomponente 4.5 Adsorbimento da gas e liquidi 4.6 Apparecchiature e dimensionamento

5. COLONNE DI SEPARAZIONE (DISTILLAZIONE, ASORBIMENTO ED ESTRAZIONE) (note dal docente) – C&R, vol. 6 – cap. 11 5.1 Introduzione e basi teoriche della distillazione 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 Dimensionamento di massima della colonna

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

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

1. Coulson & Richardson's Chemical Engineering, vol 6 – Chemical Engineering Design (reference book)

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

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

Written Test; oral test if required

Prova orale. Elementi di valutazione: pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, qualità dei contenuti, capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma, capacità di riportare esempi, proprietà di linguaggio tecnico e capacità espressiva complessiva dello studente

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.