Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Ochrona środowiska (S2)
specjalność: Procesy i aparaty w ochronie środowiska

Sylabus przedmiotu Procesy reaktorowe:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Ochrona środowiska
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Procesy reaktorowe
Specjalność Procesy i aparaty w ochronie środowiska
Jednostka prowadząca Katedra Chemii Organicznej i Chemii Fizycznej
Nauczyciel odpowiedzialny Wiesław Parus <Wieslaw.Parus@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Janina Możejko <Janina.Mozejko@zut.edu.pl>, Magdalena Olszak-Humienik <Magdalena.Olszak-Humienik@zut.edu.pl>, Andrzej Wieczorek <Andrzej.Wieczorek@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny 4 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL1 30 1,00,41zaliczenie
wykładyW1 30 1,00,59egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawowa wiedza z zakresu matematyki, fizyki, informatyki, inżynierii chemicznej, chemii nieorganicznej, chemii organicznej i chemii analitycznej

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Umiejętność zaplanowania i prowadzenia badań przebiegu procesów w wybranych, rzeczywistych reaktorach, z wykorzystaniem nowoczesnych metod badawczych i urządzeń analitycznych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz ogólnymi zasadami projektowania poszczególnych reaktorów .
C-2Wykształcenie: właściwych zachowań, punktualności, rzetelności w prowadzeniu pomiarów i obliczeń fizykochemicznych oraz umiejętności pracy w grupie.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Omówienie wymagań, kryteriów zaliczania, sposobu pracy na zajęciach laboratoryjnych oraz obowiązujących w laboratorium zasad BHP i Ppoż.1
T-L-2Wyznaczanie efektywnych współczynników dyfuzji w materiałach porowatych.4
T-L-3Badanie aktywności katalizatorów procesu selektywnej redukcji amoniakiem w katalitycznym reaktorze rurowym.4
T-L-4Makrokinetyka procesu spalania lotnych domieszek powietrza w reaktorze rurowym.5
T-L-5Wyznaczanie funkcji rozkładu czasu przebywania w reaktorze przepływowym zbiornikowym.4
T-L-6Badanie kinetyki reakcji zmydlania estru w reaktorze okresowym.4
T-L-7Badanie kinetyki reakcji hydrolizy bezwodnika octowego w przepływowym reaktorze zbiornikowym.4
T-L-8Badanie kinetyki rozkładu ciał stałych w warunkach nieizotermicznych w reaktorze okresowym.4
30
wykłady
T-W-1Bilanse stechiometryczne.1
T-W-2Elamenty termodynamiki, termochemii i statyki chemicznej.2
T-W-3Analiza kinetyczna procesu - szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne, kinetyka reakcji prostych i złożonych.4
T-W-4Analiza kinetyczna procesów kontaktowych - kataliza i katalizatory, kinetyka procesu powierzchniowego, wpływ dyfuzji zewnętrznej i wewnętrznej na szybkość procesu kontaktowego.5
T-W-5Podstawowe zależności inżynierii reaktorowej.1
T-W-6Zasady projektowania reakorów: okresowego, przepływowego rurowego i wieżowego, przepływowego zbiornikowego, półprzepływowego, fluidyzacyjnego i kontaktowego ( równania projektowe, równania bilansu cieplnego, projektowanie reaktorów pracujących w warunkach izotermicznych, adiabatycznych i nieizotermicznych ).9
T-W-7Bioreaktory.2
T-W-8Zastosowanie ww. reaktorów w technologiach ochrony środowiska.2
T-W-9Stabilnośc i autotermiczność procesu przepływowego.1
T-W-10Rozkład rzeczywistego czasu przebywania w reaktorach.1
T-W-11Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.2
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych.30
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w wykładach.30
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1wykład informacyjny
M-2pokaz schematów i rysunków
M-3objaśnianie i wyjaśnianie
M-4ćwiczenia laboratoryjne
M-5anegdota
M-6gry dydaktyczne ( symulacyjne, decyzyjne, psychologiczne )

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena formująca z zaliczenia ustnego każdego wykonanego przez studenta ćwiczenia laboratoryjnego, dokonywana w trakcie trwania zajęć, mająca wpływ na ocenę końcową
S-2Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się, pod koniec semestru.
S-3Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiagnięte założone efekty kształcenia kompetencji społecznych.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
KOS_2A_C01-04a_W04
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować: ciśnienie, temperaturę, indywiduum chemiczne, molową: entalpię, energię wewnętrzną, energię swobodną, entalpię swobodną i entropię tworzenia związków chemicznych, stężenia molowe, molarne, ułamek molowy, prężność cząskową, rodzaje dyfuzji w gazach, rodzaje dyfuzji w materiałach porowatych, współczynniki dyfuzji, współczynniki wnikania i przenikania ciepła, adsorpcję chemiczną i fizyczną, standardowe funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, ciepło reakcji, równowagę chemiczną, substraty, produkty, termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi reakcji, stopień przemiany, liczba postępu reakcji, równowagowy stopień przemiany, szybkość reakcji w układach okresowych, szybkość reakcji w układach przepływowych, zastępczy czas przebywania, szybkość reakcji prostych i złożonych w układach homogenicznych i heterogenicznych, szybkość procesu kontaktowego w obszarze kinetycznym, z udziałem dyfuzji zewnętrznej, z udziałem dyfuzji wewnetrznej, z udziałem obu rodzajów dyfuzjii, selektywność procesu, wydajność procesu, rzędowość reakcji, cząsteczkowość reakcji, energię aktywacji, współczynnik przedwykładniczy w równaniu Arrheniusa, katalizator, ogólne równanie bilansu masowego i cieplnego w układach reakcyjnych, reaktor okresowy, reaktor zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy, bioreaktor, rektor kontaktowy, stabilność procesu przepływowego, autotermiczność procesu przepływowego formułować: teorie: adsorpcji chemicznej Langmuira, kompleksu aktywnego, zderzeń, mechanizm Langmuira - Hinskelwooda, mechanizm Yanga - Hougena- Watsona, model Yanga - Hougena reguły: przekory, zasady termodynamiki prawa: Hessa, Kirchoffa, Gibbsa-Helmholtza nazywać: rodzaj procesu reaktorowego, funkcje termodynamiczne reagentów i reakcji chemicznych, procesy jednostkowe stosowane w inżynierii, objaśniać: wpływ poszczególnych parametrów na kierunek przemian i procesów chemicznych, mechanizm reakcji prostych, złożonych i kontaktowych, konstrukcje i zasadę działania poszczególnych rodzajów reaktorów, zasadę działania aparatów wykorzystywanych w laboratorium wybrać: schemat kinetyczny realizowanego procesu, reaktor do realizacji założonego procesu i dane termodynamiczne i fizyczne niezbędne do zaprojektowania tego reaktora zaproponować: równania bilansu masowego i cieplnego reaktora, sposób wymiany ciepła w reaktorze, odtwarzać: własności fizykochemiczne materii na podstawie równań je opisujących opisać: układ reakcyjny, zjawiska zachodzące w analizowanym układzie, mechanizm reakcji homogenicznych prostych i złożonych, heterogenicznych i kontaktowych podsumować: reakcje zachodzące w reaktorze, entalpie, entropie, pojemności cieplne reagentów rozróżniać: parametry prowadzenia procesu, funkcje termodynamiczne, reakcje chemiczne, równania kinetyczne reakcji, efekty cieplne reakcji scharakteryzować: układy reakcyjne, kinetykę reakcji, procesy jednostkowe tłumaczyć: samorzutność procesów, kierunki przemian wskazać: rząd reakcji zidentyfikować: rodzaj przemiany, rzędowość reakcji, parametry kinetyczne reakcji
KOS_2A_W03, KOS_2A_W04, KOS_2A_W08T2A_W01, T2A_W05C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11M-1, M-2, M-3, M-4S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
KOS_2A_C01-04a_U11
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: analizować: skład roztworu ciekłego lub gazowego, równania kinetyczne, schematy kinetyczne procesów, zmiany funkcji termodynamicznych, zależności pomiędzy parametrami dobierać: typ reaktora dla realizacji założonego procesu, wymiennik ciepła reaktora korzystać: z literatury fachowej, poradników fizykochemicznych sporządzać: bilanse masowe ( równania projektowe ) i cieplne reaktorów oraz roztwory o danym stężeniu Montować: aparaturę do badań kinetyczncych prostych reakcji homogenicznych w reaktorze okresowym Obsługiwać: pehametr, spekol, konduktometr, chromatograf gazowy, termostat Wykonywać: pomiary temperatury, ekstynkcji, przewodnictwa, pH, pomiary aktywnosci katalizatorów w procesie spalania lotnych, organicznych zanieczyszczeń powietrza, pomiary aktywnosci kontaktów w procesie selektywnej katakitycznej redukcji tlenków azotu amoniakiem, współczynników dyfuzji w materiałach porowatych współpracować: w zespole na stanowisku pracy wyszukiwać: w literaturze własności fizykochemiczne substancji, wartości standardowych funkcji termodynamicznych związków zaprezentować: wyniki pomiarów na wykresie zinterpretować: uzyskane wyniki pomiarów, równanie kinetyczne wyznaczyć: na podstawie wyników pomiarów parametry równania Arrheniusa badanych reakcji zorganizować: stanowisko pracy w laboratorium, pomiary podstawowych wielkości fizykochemicznych.
KOS_2A_U11, KOS_2A_U14, KOS_2A_U18, KOS_2A_U21T2A_U08, T2A_U11, T2A_U15, T2A_U18InzA2_U01, InzA2_U05, InzA2_U07C-1T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8M-4S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
KOS_2A_C01-04a_K06
W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywna postawa w pomiarach, chętny do prac laboratoryjnych, dbałości o porządek na stanowisku pracy, otwartości na postępy w chemii, kreatywność w poszukiwaniu nowych rozwiązań, postępowanie zgodne z zasadami bhp, regulaminem obowiązującym w laboratorium studenckim i zasadami etyki, postrzeganie relacji przełożony podwładny, terminowej realizacji zadań, punktualnego przychodzenia na zajęcia, ma świadomość konieczności precyzyjnego wykonywania pomiarów i ustawicznego kształcenia, wrażliwość na sprawiedliwą ocenę, wyrażania ocen o prowadzącym zajęcia, potrafi mysleć i działać w sposób kreatywny
KOS_2A_K06, KOS_2A_K07T2A_K05, T2A_K06C-2T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8M-3, M-5, M-6S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
KOS_2A_C01-04a_W04
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować: ciśnienie, temperaturę, indywiduum chemiczne, molową: entalpię, energię wewnętrzną, energię swobodną, entalpię swobodną i entropię tworzenia związków chemicznych, stężenia molowe, molarne, ułamek molowy, prężność cząskową, rodzaje dyfuzji w gazach, rodzaje dyfuzji w materiałach porowatych, współczynniki dyfuzji, współczynniki wnikania i przenikania ciepła, adsorpcję chemiczną i fizyczną, standardowe funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, ciepło reakcji, równowagę chemiczną, substraty, produkty, termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi reakcji, stopień przemiany, liczba postępu reakcji, równowagowy stopień przemiany, szybkość reakcji w układach okresowych, szybkość reakcji w układach przepływowych, zastępczy czas przebywania, szybkość reakcji prostych i złożonych w układach homogenicznych i heterogenicznych, szybkość procesu kontaktowego w obszarze kinetycznym, z udziałem dyfuzji zewnętrznej, z udziałem dyfuzji wewnetrznej, z udziałem obu rodzajów dyfuzjii, selektywność procesu, wydajność procesu, rzędowość reakcji, cząsteczkowość reakcji, energię aktywacji, współczynnik przedwykładniczy w równaniu Arrheniusa, katalizator, ogólne równanie bilansu masowego i cieplnego w układach reakcyjnych, reaktor okresowy, reaktor zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy, bioreaktor, rektor kontaktowy, stabilność procesu przepływowego, autotermiczność procesu przepływowego formułować: teorie: adsorpcji chemicznej Langmuira, kompleksu aktywnego, zderzeń, mechanizm Langmuira - Hinskelwooda, mechanizm Yanga - Hougena- Watsona, model Yanga - Hougena reguły: przekory, zasady termodynamiki prawa: Hessa, Kirchoffa, Gibbsa-Helmholtza nazywać: rodzaj procesu reaktorowego, funkcje termodynamiczne reagentów i reakcji chemicznych, procesy jednostkowe stosowane w inżynierii, objaśniać: wpływ poszczególnych parametrów na kierunek przemian i procesów chemicznych, mechanizm reakcji prostych, złożonych i kontaktowych, konstrukcje i zasadę działania poszczególnych rodzajów reaktorów, zasadę działania aparatów wykorzystywanych w laboratorium wybrać: schemat kinetyczny realizowanego procesu, reaktor do realizacji założonego procesu i dane termodynamiczne i fizyczne niezbędne do zaprojektowania tego reaktora zaproponować: równania bilansu masowego i cieplnego reaktora, sposób wymiany ciepła w reaktorze, odtwarzać: własności fizykochemiczne materii na podstawie równań je opisujących opisać: układ reakcyjny, zjawiska zachodzące w analizowanym układzie, mechanizm reakcji homogenicznych prostych i złożonych, heterogenicznych i kontaktowych podsumować: reakcje zachodzące w reaktorze, entalpie, entropie, pojemności cieplne reagentów rozróżniać: parametry prowadzenia procesu, funkcje termodynamiczne, reakcje chemiczne, równania kinetyczne reakcji, efekty cieplne reakcji scharakteryzować: układy reakcyjne, kinetykę reakcji, procesy jednostkowe tłumaczyć: samorzutność procesów, kierunki przemian wskazać: rząd reakcji zidentyfikować: rodzaj przemiany, rzędowość reakcji, parametry kinetyczne reakcji
2,0
3,0student ma znajomość 60 % treści programowych i zaliczone ćwiczenia laboratoryjne
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
KOS_2A_C01-04a_U11
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: analizować: skład roztworu ciekłego lub gazowego, równania kinetyczne, schematy kinetyczne procesów, zmiany funkcji termodynamicznych, zależności pomiędzy parametrami dobierać: typ reaktora dla realizacji założonego procesu, wymiennik ciepła reaktora korzystać: z literatury fachowej, poradników fizykochemicznych sporządzać: bilanse masowe ( równania projektowe ) i cieplne reaktorów oraz roztwory o danym stężeniu Montować: aparaturę do badań kinetyczncych prostych reakcji homogenicznych w reaktorze okresowym Obsługiwać: pehametr, spekol, konduktometr, chromatograf gazowy, termostat Wykonywać: pomiary temperatury, ekstynkcji, przewodnictwa, pH, pomiary aktywnosci katalizatorów w procesie spalania lotnych, organicznych zanieczyszczeń powietrza, pomiary aktywnosci kontaktów w procesie selektywnej katakitycznej redukcji tlenków azotu amoniakiem, współczynników dyfuzji w materiałach porowatych współpracować: w zespole na stanowisku pracy wyszukiwać: w literaturze własności fizykochemiczne substancji, wartości standardowych funkcji termodynamicznych związków zaprezentować: wyniki pomiarów na wykresie zinterpretować: uzyskane wyniki pomiarów, równanie kinetyczne wyznaczyć: na podstawie wyników pomiarów parametry równania Arrheniusa badanych reakcji zorganizować: stanowisko pracy w laboratorium, pomiary podstawowych wielkości fizykochemicznych.
2,0
3,0student opanował 60 % materiału obowiazujacego do zaliczenia każdego ćwiczenia i ma przyjęte sprawozdania ze wszystkich wykonanych ćwiczeń
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
KOS_2A_C01-04a_K06
W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywna postawa w pomiarach, chętny do prac laboratoryjnych, dbałości o porządek na stanowisku pracy, otwartości na postępy w chemii, kreatywność w poszukiwaniu nowych rozwiązań, postępowanie zgodne z zasadami bhp, regulaminem obowiązującym w laboratorium studenckim i zasadami etyki, postrzeganie relacji przełożony podwładny, terminowej realizacji zadań, punktualnego przychodzenia na zajęcia, ma świadomość konieczności precyzyjnego wykonywania pomiarów i ustawicznego kształcenia, wrażliwość na sprawiedliwą ocenę, wyrażania ocen o prowadzącym zajęcia, potrafi mysleć i działać w sposób kreatywny
2,0
3,0student zachowuje się poprawnie, jest punktualny, rzetelny w prowadzeniu pomiarów i obliczeń fizykochemicznych oraz wykazuje umiejetność pracy w grupie.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Szarawara J., Skrzypek J., Postawy inżynierii reaktorów chemicznych, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa, 1980
  2. Burghardt A., Podstawy inżynierii reaktorów chemicznych, Skrypt Uczelniany Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1977, 700
  3. Tabiś B., Gawdzik A., Modelowanie i projektowanie reaktorów heterogenicznych, Skrypt Uczelniany Politechniki Krakowskiej, Kraków, 1989
  4. Viesturs U.E., Kuzniecow A.M., Sawienkow W. W., Bioreaktory: zasady obliczeń i doboru, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa, 1990

Literatura dodatkowa

  1. Szarawara J., Termodynamika chemiczna, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa, 1983
  2. Kałucki K., Michalkiewicz B., Ziebro J., Kic B., Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu "Reaktory chemiczne", Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2005

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Omówienie wymagań, kryteriów zaliczania, sposobu pracy na zajęciach laboratoryjnych oraz obowiązujących w laboratorium zasad BHP i Ppoż.1
T-L-2Wyznaczanie efektywnych współczynników dyfuzji w materiałach porowatych.4
T-L-3Badanie aktywności katalizatorów procesu selektywnej redukcji amoniakiem w katalitycznym reaktorze rurowym.4
T-L-4Makrokinetyka procesu spalania lotnych domieszek powietrza w reaktorze rurowym.5
T-L-5Wyznaczanie funkcji rozkładu czasu przebywania w reaktorze przepływowym zbiornikowym.4
T-L-6Badanie kinetyki reakcji zmydlania estru w reaktorze okresowym.4
T-L-7Badanie kinetyki reakcji hydrolizy bezwodnika octowego w przepływowym reaktorze zbiornikowym.4
T-L-8Badanie kinetyki rozkładu ciał stałych w warunkach nieizotermicznych w reaktorze okresowym.4
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Bilanse stechiometryczne.1
T-W-2Elamenty termodynamiki, termochemii i statyki chemicznej.2
T-W-3Analiza kinetyczna procesu - szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne, kinetyka reakcji prostych i złożonych.4
T-W-4Analiza kinetyczna procesów kontaktowych - kataliza i katalizatory, kinetyka procesu powierzchniowego, wpływ dyfuzji zewnętrznej i wewnętrznej na szybkość procesu kontaktowego.5
T-W-5Podstawowe zależności inżynierii reaktorowej.1
T-W-6Zasady projektowania reakorów: okresowego, przepływowego rurowego i wieżowego, przepływowego zbiornikowego, półprzepływowego, fluidyzacyjnego i kontaktowego ( równania projektowe, równania bilansu cieplnego, projektowanie reaktorów pracujących w warunkach izotermicznych, adiabatycznych i nieizotermicznych ).9
T-W-7Bioreaktory.2
T-W-8Zastosowanie ww. reaktorów w technologiach ochrony środowiska.2
T-W-9Stabilnośc i autotermiczność procesu przepływowego.1
T-W-10Rozkład rzeczywistego czasu przebywania w reaktorach.1
T-W-11Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.2
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych.30
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w wykładach.30
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaKOS_2A_C01-04a_W04W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować: ciśnienie, temperaturę, indywiduum chemiczne, molową: entalpię, energię wewnętrzną, energię swobodną, entalpię swobodną i entropię tworzenia związków chemicznych, stężenia molowe, molarne, ułamek molowy, prężność cząskową, rodzaje dyfuzji w gazach, rodzaje dyfuzji w materiałach porowatych, współczynniki dyfuzji, współczynniki wnikania i przenikania ciepła, adsorpcję chemiczną i fizyczną, standardowe funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, ciepło reakcji, równowagę chemiczną, substraty, produkty, termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi reakcji, stopień przemiany, liczba postępu reakcji, równowagowy stopień przemiany, szybkość reakcji w układach okresowych, szybkość reakcji w układach przepływowych, zastępczy czas przebywania, szybkość reakcji prostych i złożonych w układach homogenicznych i heterogenicznych, szybkość procesu kontaktowego w obszarze kinetycznym, z udziałem dyfuzji zewnętrznej, z udziałem dyfuzji wewnetrznej, z udziałem obu rodzajów dyfuzjii, selektywność procesu, wydajność procesu, rzędowość reakcji, cząsteczkowość reakcji, energię aktywacji, współczynnik przedwykładniczy w równaniu Arrheniusa, katalizator, ogólne równanie bilansu masowego i cieplnego w układach reakcyjnych, reaktor okresowy, reaktor zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy, bioreaktor, rektor kontaktowy, stabilność procesu przepływowego, autotermiczność procesu przepływowego formułować: teorie: adsorpcji chemicznej Langmuira, kompleksu aktywnego, zderzeń, mechanizm Langmuira - Hinskelwooda, mechanizm Yanga - Hougena- Watsona, model Yanga - Hougena reguły: przekory, zasady termodynamiki prawa: Hessa, Kirchoffa, Gibbsa-Helmholtza nazywać: rodzaj procesu reaktorowego, funkcje termodynamiczne reagentów i reakcji chemicznych, procesy jednostkowe stosowane w inżynierii, objaśniać: wpływ poszczególnych parametrów na kierunek przemian i procesów chemicznych, mechanizm reakcji prostych, złożonych i kontaktowych, konstrukcje i zasadę działania poszczególnych rodzajów reaktorów, zasadę działania aparatów wykorzystywanych w laboratorium wybrać: schemat kinetyczny realizowanego procesu, reaktor do realizacji założonego procesu i dane termodynamiczne i fizyczne niezbędne do zaprojektowania tego reaktora zaproponować: równania bilansu masowego i cieplnego reaktora, sposób wymiany ciepła w reaktorze, odtwarzać: własności fizykochemiczne materii na podstawie równań je opisujących opisać: układ reakcyjny, zjawiska zachodzące w analizowanym układzie, mechanizm reakcji homogenicznych prostych i złożonych, heterogenicznych i kontaktowych podsumować: reakcje zachodzące w reaktorze, entalpie, entropie, pojemności cieplne reagentów rozróżniać: parametry prowadzenia procesu, funkcje termodynamiczne, reakcje chemiczne, równania kinetyczne reakcji, efekty cieplne reakcji scharakteryzować: układy reakcyjne, kinetykę reakcji, procesy jednostkowe tłumaczyć: samorzutność procesów, kierunki przemian wskazać: rząd reakcji zidentyfikować: rodzaj przemiany, rzędowość reakcji, parametry kinetyczne reakcji
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówKOS_2A_W03ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu chemii nieorganicznej, organicznej, fizycznej i innych działów chemii oraz inżynierii i technologii chemicznej dotyczącą głównie budowy i właściwości materii, a także metod i procesów służących do otrzymywania substancji chemicznych, określania ich właściwości, analizy składu oraz oceny wpływu na środowisko
KOS_2A_W04zna metody obliczeniowe stosowane do rozwiązywania problemów z zakresu chemii oraz inżynierii i technologii chemicznej
KOS_2A_W08ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dyscyplin naukowych, takich jak: ochrona środowiska, inżynieria i technologia chemiczna oraz biotechnologia
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W05ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i pokrewnych dyscyplin naukowych
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Umiejętność zaplanowania i prowadzenia badań przebiegu procesów w wybranych, rzeczywistych reaktorach, z wykorzystaniem nowoczesnych metod badawczych i urządzeń analitycznych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz ogólnymi zasadami projektowania poszczególnych reaktorów .
Treści programoweT-W-1Bilanse stechiometryczne.
T-W-2Elamenty termodynamiki, termochemii i statyki chemicznej.
T-W-3Analiza kinetyczna procesu - szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne, kinetyka reakcji prostych i złożonych.
T-W-4Analiza kinetyczna procesów kontaktowych - kataliza i katalizatory, kinetyka procesu powierzchniowego, wpływ dyfuzji zewnętrznej i wewnętrznej na szybkość procesu kontaktowego.
T-W-5Podstawowe zależności inżynierii reaktorowej.
T-W-6Zasady projektowania reakorów: okresowego, przepływowego rurowego i wieżowego, przepływowego zbiornikowego, półprzepływowego, fluidyzacyjnego i kontaktowego ( równania projektowe, równania bilansu cieplnego, projektowanie reaktorów pracujących w warunkach izotermicznych, adiabatycznych i nieizotermicznych ).
T-W-7Bioreaktory.
T-W-8Zastosowanie ww. reaktorów w technologiach ochrony środowiska.
T-W-9Stabilnośc i autotermiczność procesu przepływowego.
T-W-10Rozkład rzeczywistego czasu przebywania w reaktorach.
T-W-11Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.
Metody nauczaniaM-1wykład informacyjny
M-2pokaz schematów i rysunków
M-3objaśnianie i wyjaśnianie
M-4ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się, pod koniec semestru.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0student ma znajomość 60 % treści programowych i zaliczone ćwiczenia laboratoryjne
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaKOS_2A_C01-04a_U11W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: analizować: skład roztworu ciekłego lub gazowego, równania kinetyczne, schematy kinetyczne procesów, zmiany funkcji termodynamicznych, zależności pomiędzy parametrami dobierać: typ reaktora dla realizacji założonego procesu, wymiennik ciepła reaktora korzystać: z literatury fachowej, poradników fizykochemicznych sporządzać: bilanse masowe ( równania projektowe ) i cieplne reaktorów oraz roztwory o danym stężeniu Montować: aparaturę do badań kinetyczncych prostych reakcji homogenicznych w reaktorze okresowym Obsługiwać: pehametr, spekol, konduktometr, chromatograf gazowy, termostat Wykonywać: pomiary temperatury, ekstynkcji, przewodnictwa, pH, pomiary aktywnosci katalizatorów w procesie spalania lotnych, organicznych zanieczyszczeń powietrza, pomiary aktywnosci kontaktów w procesie selektywnej katakitycznej redukcji tlenków azotu amoniakiem, współczynników dyfuzji w materiałach porowatych współpracować: w zespole na stanowisku pracy wyszukiwać: w literaturze własności fizykochemiczne substancji, wartości standardowych funkcji termodynamicznych związków zaprezentować: wyniki pomiarów na wykresie zinterpretować: uzyskane wyniki pomiarów, równanie kinetyczne wyznaczyć: na podstawie wyników pomiarów parametry równania Arrheniusa badanych reakcji zorganizować: stanowisko pracy w laboratorium, pomiary podstawowych wielkości fizykochemicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówKOS_2A_U11potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, pomiary i analizy, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
KOS_2A_U14potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
KOS_2A_U18potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić — zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów ochrona środowiska — istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
KOS_2A_U21potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi — stosując także koncepcyjnie nowe metody — rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T2A_U11potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
T2A_U15potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T2A_U18potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi - stosując także koncepcyjnie nowe metody - rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA2_U01potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
InzA2_U05potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
InzA2_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Umiejętność zaplanowania i prowadzenia badań przebiegu procesów w wybranych, rzeczywistych reaktorach, z wykorzystaniem nowoczesnych metod badawczych i urządzeń analitycznych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz ogólnymi zasadami projektowania poszczególnych reaktorów .
Treści programoweT-L-1Omówienie wymagań, kryteriów zaliczania, sposobu pracy na zajęciach laboratoryjnych oraz obowiązujących w laboratorium zasad BHP i Ppoż.
T-L-2Wyznaczanie efektywnych współczynników dyfuzji w materiałach porowatych.
T-L-3Badanie aktywności katalizatorów procesu selektywnej redukcji amoniakiem w katalitycznym reaktorze rurowym.
T-L-4Makrokinetyka procesu spalania lotnych domieszek powietrza w reaktorze rurowym.
T-L-5Wyznaczanie funkcji rozkładu czasu przebywania w reaktorze przepływowym zbiornikowym.
T-L-6Badanie kinetyki reakcji zmydlania estru w reaktorze okresowym.
T-L-7Badanie kinetyki reakcji hydrolizy bezwodnika octowego w przepływowym reaktorze zbiornikowym.
T-L-8Badanie kinetyki rozkładu ciał stałych w warunkach nieizotermicznych w reaktorze okresowym.
Metody nauczaniaM-4ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena formująca z zaliczenia ustnego każdego wykonanego przez studenta ćwiczenia laboratoryjnego, dokonywana w trakcie trwania zajęć, mająca wpływ na ocenę końcową
S-2Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się, pod koniec semestru.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0student opanował 60 % materiału obowiazujacego do zaliczenia każdego ćwiczenia i ma przyjęte sprawozdania ze wszystkich wykonanych ćwiczeń
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaKOS_2A_C01-04a_K06W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywna postawa w pomiarach, chętny do prac laboratoryjnych, dbałości o porządek na stanowisku pracy, otwartości na postępy w chemii, kreatywność w poszukiwaniu nowych rozwiązań, postępowanie zgodne z zasadami bhp, regulaminem obowiązującym w laboratorium studenckim i zasadami etyki, postrzeganie relacji przełożony podwładny, terminowej realizacji zadań, punktualnego przychodzenia na zajęcia, ma świadomość konieczności precyzyjnego wykonywania pomiarów i ustawicznego kształcenia, wrażliwość na sprawiedliwą ocenę, wyrażania ocen o prowadzącym zajęcia, potrafi mysleć i działać w sposób kreatywny
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówKOS_2A_K06prawidłowo identyfikuje i rozstrzyga dylematy związane z wykonywaniem zawodu; ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej
KOS_2A_K07potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_K05prawidłowo identyfikuje i rozstrzyga dylematy związane z wykonywaniem zawodu
T2A_K06potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
Cel przedmiotuC-2Wykształcenie: właściwych zachowań, punktualności, rzetelności w prowadzeniu pomiarów i obliczeń fizykochemicznych oraz umiejętności pracy w grupie.
Treści programoweT-W-1Bilanse stechiometryczne.
T-W-2Elamenty termodynamiki, termochemii i statyki chemicznej.
T-W-3Analiza kinetyczna procesu - szybkość reakcji chemicznej, równanie kinetyczne, kinetyka reakcji prostych i złożonych.
T-W-4Analiza kinetyczna procesów kontaktowych - kataliza i katalizatory, kinetyka procesu powierzchniowego, wpływ dyfuzji zewnętrznej i wewnętrznej na szybkość procesu kontaktowego.
T-W-5Podstawowe zależności inżynierii reaktorowej.
T-W-6Zasady projektowania reakorów: okresowego, przepływowego rurowego i wieżowego, przepływowego zbiornikowego, półprzepływowego, fluidyzacyjnego i kontaktowego ( równania projektowe, równania bilansu cieplnego, projektowanie reaktorów pracujących w warunkach izotermicznych, adiabatycznych i nieizotermicznych ).
T-W-7Bioreaktory.
T-W-8Zastosowanie ww. reaktorów w technologiach ochrony środowiska.
T-W-9Stabilnośc i autotermiczność procesu przepływowego.
T-W-10Rozkład rzeczywistego czasu przebywania w reaktorach.
T-W-11Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.
T-L-1Omówienie wymagań, kryteriów zaliczania, sposobu pracy na zajęciach laboratoryjnych oraz obowiązujących w laboratorium zasad BHP i Ppoż.
T-L-2Wyznaczanie efektywnych współczynników dyfuzji w materiałach porowatych.
T-L-3Badanie aktywności katalizatorów procesu selektywnej redukcji amoniakiem w katalitycznym reaktorze rurowym.
T-L-4Makrokinetyka procesu spalania lotnych domieszek powietrza w reaktorze rurowym.
T-L-5Wyznaczanie funkcji rozkładu czasu przebywania w reaktorze przepływowym zbiornikowym.
T-L-6Badanie kinetyki reakcji zmydlania estru w reaktorze okresowym.
T-L-7Badanie kinetyki reakcji hydrolizy bezwodnika octowego w przepływowym reaktorze zbiornikowym.
T-L-8Badanie kinetyki rozkładu ciał stałych w warunkach nieizotermicznych w reaktorze okresowym.
Metody nauczaniaM-3objaśnianie i wyjaśnianie
M-5anegdota
M-6gry dydaktyczne ( symulacyjne, decyzyjne, psychologiczne )
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiagnięte założone efekty kształcenia kompetencji społecznych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0student zachowuje się poprawnie, jest punktualny, rzetelny w prowadzeniu pomiarów i obliczeń fizykochemicznych oraz wykazuje umiejetność pracy w grupie.
3,5
4,0
4,5
5,0