Környezeti eljárástan II

Enviromental Process Engineering II

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Környezeti eljárástan II

Enviromental Process Engineering II

Tantárgykód

BMEVEVMAKM3

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	0	5
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	kapcsolt

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

Kózelné Dr. Székely Edit Éva

beosztás: egyetemi tanár

elérhetőség: szekely.edit@vbk.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Kar

Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Tantárgy weboldala

http://kkft.bme.hu/hu/oktatas/targylista/kornyel2

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

BMEVEVMAKM2 (Környezeti eljárástan I)

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

A tantárgyprogramban a minimum követelmény kövér betűvel, az emeltszintű vizsgához szükséges tananyag pedig dőlt betűvel szerepel. A „nefelejcs” ismeretek az aláhúzott témakörök alapfogalmai.

A diffúzió megnyilvánulási formái. Fick-törvény és az ekvimoláris ellenáramú diffúzió. Diffúzió és konvekció. Egyirányú diffúzió: Stefan-egyenlet.
Konvektív anyagátadás. Komponens-mérlegegyenlet. Anyagátadási hasonlóság. Analógia a konvektív anyag-, hő- és impulzustranszportok között. Átadási elméletek. Határfelületi jelenségek: Marangoni-instabilitás.
Anyagátbocsátási műveletek. Fázisegyensúlyok, egy- és többfokozatú abszorpciós egyensúlyi egységek: egyensúlyi egységek száma: Kremser-egyenlet.
Anyagátbocsátási tényező kifejezése az anyagátadási együtthatók függvényében.
Folytonos érintkeztetésű oszlopok számítása, átviteli egység, HTU, NTU, HETP.
Anyagátadási műveletek megvalósítása, egyen-, ellenáram, egyfokozatú, többfokozatú művelet. "Energy separating agent", "mass separating agent"- műveletek. Szétválasztási tényező extrakciónál, desztillációnál.
Az abszorpció megvalósítása, típusai, hőjelenségek, oldószerregenerálás.
Desztilláció, rektifikálás alapjai. Gőz-folyadék fázisegyensúly, gőznyomás, egyensúlyi arány és relatív illékonyság. Antoine-egyenlet, Cox-diagram.
Buborékpont és harmatpont számítása, adott kiindulási elegy egyensúlyi fázisai relatív mennyiségének számítása.
Egyszerű desztillációs módszerek. Folyamatos egyensúlyi (flash) desztilláció. Egyensúlyi szakaszos (differenciális) desztilláció, Rayleigh egyenlet. Vízgőz-desztilláció.
Rektifikálás alapjai, elméleti tányér, többszörös elpárologtatás és kondenzálás.
Biner elegyek rektifikálása, állandó moláris túlfolyás tétele, felső és alsó munkavonal egyenletek, q-vonal egyenlet, a betáplálás hőállapotai.
Elméleti tányérszám meghatározása McCabe és Thiele módszerével, a betáplálás optimális helye.
Minimális refluxarány, minimális tányérszám: Fenske-egyenlet, Underwood-egyenlet, optimális refluxarány. Short cut módszerek; Gilliland-korreláció, hőszükséglet számítása.
Kolonnahatásfok, Murphree-féle tányérhatásfok, helyi (pont) -hatásfok. Az anyagátvitel –tányérhatásfokok közötti kapcsolat, folyadékáthordás figyelembevétele.
Szakaszos rektifikálás: x_D=konst és R=konst. esetek.
Rektifikálóoszlopok belső szerkezete (Harangsapkás, szita, szelepes tányérok, túlfolyó nélküli szerkezetek. Rendezetlen és rendezett töltetek. Egyéb tartozékok). Oszlopszerkezetek jellemzői, F-faktor, "hármas diagramcsoport". Tányéros oszlopok működési tartománya: Young-diagram.
Kolonnák átmérőjének számítása: Souders és Brown összefüggése. Fair-féle terhelhetőségi diagram, F-faktor módszer. Működési határviszony, határterhelések.
Extrakció alapjai, részfolyamatok, regenerálás. Háromszög diagram, elegyítési határgörbe, egyensúlyi vonalak, szolutummentes tömegáramok és tömegarányok.
Egyszerű, egyszeri extrakció. Keresztáramú (egyenáramú) extrakció, perforáció. Ellenáramú extrakció, Kremser-Souders-Brown összefüggés, y-x és háromszög-diagramos szerkesztések. Minimális folyadékarány.
Extraktorok: permetező, töltött, tányéros kolonnák, pulzációs és kevert oszlopok: Scheibel, RDC. Mixer-settler, centrifugális extraktorok.
Extraktorok kiválasztási szempontjai. Szilárd-folyadék extrakciós berendezések.
Membránszűrés elve, permszelektivitás, mikro-, ultra- és nanoszűrés. Dead-end és cross-flow szűrési elvek. Membránmodulok. Áteresztőképesség (átlagos sebesség) a mikroszűrésnél, ill. az ultra és nanoszűrésnél, koncentrációpolarizáció.
A pervaporáció és gázpermeáció alapjai, mechanizmusa. Etanol abszolutizálása PVA (polivinil-alkohol) kompozit lapmembrános technológiával. Energiafelhasználás, gazdaságossági szempontok.
Nedves levegő tulajdonságai: fajlagos abszolút nedvességtartalom(x), relatív nedvességtartalom(j), x-pv és j-x összefüggések. Nedves levegő entalpiája, Mollier diagram. Izotermák a telítetlen és a ködmezőben.
Műveletek Mollier-diagramon: elegyítés, melegítés, hűtés, elegyítés és melegítés, párolgási egyenesek, nedvességtartalom növelése vízzel, vízgőzzel. Légkondicionálás télen és nyáron.
Szárítók anyag- és entalpiamérlege. Egylépcsős ideális és valóságos szárítók. Többlépcsős, recirkulációs és pótfűtéses szárítók. Liofilizálás. A szárítás sebességgörbéje, a szárítási idő számítása.
Szárítóberendezések: szárító kamrák, szárító alagutak, forgódobos szárítók, hengeres szárítók, porlasztva szárítók, termények szárítása, fluidizációs-, csigás- és pneumatikus szárítók.
Reaktorok osztályozása termikus szempontból. Szakaszos, félfolyamatos és folyamatos üzemmód. Hozam és szelektivitás.
Szakaszos kevert tartályreaktor komponens- és hőmérlege. Adiabatikus szakaszos kevert tartályreaktor. Hűtött szakaszos kevert tartályreaktor.
Folyamatos kevert tartályreaktor komponens- és hőmérlege állandósult állapotban. Izoterm folyamatos kevert tartályreaktor. Adiabatikus és hűtött folyamatos kevert tartályreaktor. Stabilis és labilis munkapont. A statikus stabilitás kritériuma. Kevert tartályreaktor kaszkád.
Ideális izoterm, adiabatikus és politrop csőreaktor. Stacionárius komponens- és hőmérleg. Hűtési paraméter.Konverzió nem-ideális reaktorokban. Heterogén reakciók. Hulladék-égetés.

A tantermi és laboratóriumi gyakorlatok anyaga:

bepárlás, filmbepárló (számolás és labormérés)
abszorpcó (számolás és labormérés)
desztilláció, A-kolonna (számolás és labormérés)
egyensúlyi desztilláció (labormérés)
harangtányéros oszlop (labormérés)
extrakció, drogextrakció (számolás és demonstráció)
ultraszűrés (számolás és demonstráció)
oldódás (labormérés)

a környezeti eljárástan alapjainak megismertetése.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Tudja, hogy tervezéshez szükséges adatigény esetén mely mérnöki szakkönyveket hogyan érdemes használni. Ismeri a fázisegyensúlyokat és helyesen alkalmazza azokat. Ismeri az anyagátbocsátási eljárásokat úgy mint abszorpció, desztilláció, extrakció, membránműveletek.

Képességek

Képes az anyagátadási eljárásokkal és műveletekkel kapcsolatos tudását alkalmazni. Folyamatos üzemű egyszerű berendezés és elemei bármelyikére képes helyes anyag- és hő-mérlegegyeneletet felírni, és a mérési adatok alapján a mérlegegyenlet hibáját meghatározni. Képes a megismert anyagátadási eljárásokat, műveleteket fejleszteni.

Attitűd

Törekszik a környezeti eljárástan alapjainak elsajátítására és tudása készségszintre emelésére és a tudása későbbi folyamatos frissítésére. Keresi az összefüggést a korábban tanultakkal. Szervezett továbbképzésen való részvétellel a környezetvédelem területén tudását folyamatosan továbbfejleszti. Törekszik arra, hogy feladatainak megoldása, vezetési döntései az irányított munkatársak véleményének megismerésével, lehetőleg együttműködésben történjenek meg. Felelősséggel vallja és képviseli a mérnöki szakma értékrendjét, nyitottan fogadja a szakmailag megalapozott kritikai észrevételeket. Megosztja tapasztalatait munkatársaival, így segítve fejlődésüket.

Autonómia és felelősség

Felelősséget vállal a társadalommal szemben a környezetvédelmi téren hozott döntéseiért. Váratlan döntési helyzetekben is önállóan végzi környezetvédelmi feladatait, irányítja a környezetvédelmi szakmai munkát. Szakmai feladatainak elvégzése során együttműködik más (elsődlegesen gazdasági és jogi) szakterület képzett szakembereivel is. Figyelemmel kíséri, és szakmai munkája során érvényesíti a szakterülettel kapcsolatos jogszabályi, technikai, technológiai és adminisztrációs változásokat.

Oktatási módszertan

előadás, számolási gyakorlat, félüzemi laboratóriumi gyakorlatok

Tanulástámogató anyagok

Online források

1. Fonyó Zsolt, Fábry György: Vegyipari művelettani alapismeretek, Nemzeti Tankönyvkiadó Rt., Budapest, 2004; 2. McCabe W., Smith J.C., Harriott, P.: Unit Operations of Chemical Engineering. McGraw Hill Inc. New York, 1993.; 3. Coulson J. M., Richardson J.F.: Chemical Engineering. Volume 2 and 6. Pergamon Press, Oxford, 1991.; 4. Weiss S., Militzer K. E., Gramlich K.: Thermische Verfahrenstechnik. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1993; 5. Cséfalvay Edit, Deák András, Farkas Tivadar, Hanák László, Mika László, Mizsey Péter, Sawinsky János, Simándi Béla, Szánya Tibor, Székely Edit, Vágó Emese, Vegyipari műveletek II. egyetemi tananyag, Typotex kiadó, TÁMOP-4.1.2-08/2/A/KMR-2009-0028 projekt (2011); 6. Sawinsky János, Deák András (szerk.): Vegyipari félüzemi praktikum, Műegyetem Kiadó, 2000.; Manczinger József (szerk): Vegyipari műveleti számítások I. Műegyetem Kiadó, 2006

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Környezeti eljárástan I., Fizikai-kémia és radiokémia.

Általános szabályok

Követelmények: a szorgalmi időszakban: 1 zh a számítási gyakorlatok anyagából (minimum 40%-os teljesítmény), a laboratóriumi gyakorlatok elvégzése, a mérési jegyzőkönyvek elkészítése. b. vizsgaidőszakban: vizsga. Vizsgára bocsátható az a hallgató, aki az a) pontban felsoroltakat elégséges szinten teljesítette. A végső jegy a vizsgajegy, a számítási zh-k átlaga és a laborjegy súlyozott átlaga (60%/20%/20%) Pótlási lehetőségek: Labormérések pótlása folyamatosan, ill. egy alkalommal a félév végén. Egyéb pótlások a TVsz szerint. Konzultációk: Igény szerint folyamatosan

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Név: Beosztás: Tanszék, Int.: Dr. Mizsey Péter egyetemi tanár Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék Angyalné Dr. Koczka Katalin adjunktus Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék Dr. Benkő Tamás tanársegéd Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Ajánlott tantárgyak

30 óra előadás, 30 óra tantermi gyakorlat, 45 óra laboratóriumi gyakorlat. 45 óra felkészülés a zh-kra és a vizsgára.

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Kar	Képzés	Tanterv	Mintatantervi jelleg	Elsődleges
Default Faculty	környezetmérnöki	Környezetmérnöki alapképzési szak tanterve	kötelező	nem
Default Faculty	környezetmérnöki	Környezetmérnöki alapképzési szak tanterve	kötelező	nem
Default Faculty	környezetmérnöki	Környezetmérnöki alapképzési szak tanterve	kötelező	nem
Default Faculty	Default Program	Default Curriculum	—	nem