ITE1826 Kjemi for prosess og prosessrelatert miljøkunnskap - 10 stp

Emnet er forbehold studenter på studiet og kan ikke tas som enkeltemne.

Anbefalte forkunnskaper:

• IGR1603
• IGR1508
• ITE1826

Delemne 1 (Kjemi for prosess):

Emnet vil i store trekk bestå av grunnleggende pensum som omhandler de deler av generell kjemi som ikke behandles i IGR1603 (Fysikk/Kjemi), og som kan tenkes å være relevant for forståelsen og anvendelsen av kjemifaget innen prosessindustrien (olje&gass-, metall/mineral-og solcelleindustrien). Slike emner er:

• Bindingsteori og grunnleggende strukturforståelse
• Kovalent binding og Lewis modellen
• Atomradii og enkle potensialkurver
• Dipolmoment
• Energiforhold og termokjemi
• Kjemisk termodynamikk
• Organisk kjemi
• Intermolekylære krefter
• Teori for væsker og løsningers egenskaper, samt faseendringer og data knyttet til dette
• Spesialpensum som omhandler oljeindustri og industrielt relevante kjemikalier
• Enkle beregninger og vurderinger gjennom det tilhørende øvingsopplegget

Delemne 2 (Prosessrelatert miljøkunnskap)

Delemnet vil i all hovedsak inneholde følgende elementer:

• Sammenheng mellom prosessindustriens aktiviteter og miljøkonsekvenser
• Aktuelle EU-direktiver, norske forskrifter og norsk lovverk
• Typiske forurensinger fra industrielle prosesser i Norge
• Analysemetoder brukt i sammenheng med avfall, forurensning og utslipp
• Håndtering av miljøgifter og avfall, akutt forurensing
• Renseteknologi i bruk i norske renseanlegg: kommunale, industrielle
• Ekskursjon til lokal virksomhet

Generell studiekompetanse pluss R1 og R2 og FYS1 eller 1.årig Forkurs for ingeniørutfanning

Søknadskode 9391 - enkeltemner i ingeniørfag

Søknadskode 5198 - enkeltemner i ingeniørfag, nettbasert

Etter bestått emne skal studentene ha følgende læringsresultat:

Delemne 1 (Kjemi for prosess), 5 stp.

Kunnskap og forståelse:

Kandidaten:

• Skal tilegne seg kunnskaper innen generell kjemi med tema som spesielt retter segmot prosessindustrien.
• Kandidatene skal ha basiskunnskap i sentrale temaer som bindingsteori oggrunnleggende strukturforståelse. Dipolmoment og polaritet relatert til strukturav molekyler. Energiforhold og kjemisk rettet termodynamikk. Organiskkjemi. Intermolekylære krefter. Teori for væsker og løsningers egenskaper,samt faseendringer og behandling av data knyttet til dette.

Ferdigheter

Kandidaten:

• Skal tilegne seg grunnleggende forståelse av strukturkjemi og dens relevansfor organisk kjemi, samt skissere molekylstrukturer og korrekt vurdere på geometriskbasis kjemiske egenskaper som for eksempel polaritet, isomeriforhold og kiralitet
• Skal tilegne seg en forståelse av termokjemi og grunnleggende behandling avtermodynamiske tilstandsfunksjoner for å forstå energi- og varmeoverføring
• Skal være i stand til å håndtere ulike typer energidata og tabellverk for åanvende energistørrelser, ulike enheter og sentrale termodynamiske funksjoner.

Generell kompetanse

Kandidaten:

• Vil være i stand til å kommunisere med andre fagpersoner på fagområdet som harmed kjemirelaterte problemstillinger knyttet til prosessfag.
• Vil ha en utvidet forståelse av grunnleggende kjemi, inkludert en innføring i organiskkjemi, og kjemifagets betydning for ingeniørfaglig utvikling og kompetanse.
• Vil kunne utføre beregninger som er knyttet til både gasser, væsker og faste(kondenserte) stoffer og korrekt behandle data knyttet til kjemiske og termodynamiskeforhold

Delemne 2 (Prosessrelatert miljøkunnskap), 5 stp.

Kunnskap

Kandidaten skal få innsikt i miljømessige, helsemessige, samfunnsmessige og økonomiske konsekvenser av produkter og løsninger innenfor norsk prosessindustri og kan sette disse i et etisk perspektiv og et livsløpsperspektiv. Spesielt forståelse om miljørelaterte problemstillinger knyttet til nordnorsk prosessindustri vil være et tema.

Kandidaten skal forstå ingeniørens rolle i samfunnet samt konsekvenser av utvikling og bruk av prosessindustriens teknologi. Viktigheten av prosessforståelse og prosessingeniørens ansvar for prosessens innflytelse på sluttproduktets kvalitet er en forutsetning for også å forstå prosessenes miljøpåvirkning.

Det vektlegges også bruk av reelle eksempler og ekskursjon til lokal virksomhet der det jobbes med prosessrelaterte miljøaktiviteter. Dette kan dreie seg om f.eks. aktiviteter innenfor utslippskontroll eller reduksjon, eller energieffektivisering.

• Kandidaten skal ha kunnskap om miljøpåvirkning av typiske industriprosesser og norskemyndigheters miljøkrav for industrielt avfall og utslipp
• Kandidaten skal ha kunnskap om prosedyrer for analyse av vanlig forurensing, ogrisikovurdering av miljøpåvirkning
• Kandidaten skal ha grunnleggende kunnskap om alternativer for avhending og behandlingsmetoder ved akuttrespons og behandling av ulike typer avfall
• Kandidaten skal forstå sammenhengen mellom råvarer og produkt i en prosess oghvordan denne kan brukes til å utrede potensielle miljøkonsekvenser

Ferdigheter

Kandidaten skal få ingeniørfaglig digital kompetanse, kunne arbeide i relevante laboratorier og beherske metoder og verktøy som grunnlag for målrettet og innovativt arbeid innenfor prosessrelatert miljøarbeid.

Kandidaten skal kunne jobbe tverrfaglig med prosessrelaterte miljøproblemer og løse yrkesrelevante oppgaver om drift og vedlikehold der miljøkonsekvenser er sentralt.

Kandidaten skal kunne oppdatere sin kunnskap innenfor prosessrelatert miljøkunnskap, både gjennom informasjonsinnhenting og kontakt med myndigheter, fagmiljøer og praksis.

• Kandidaten skal kunne bestemme utslippsgrenser og evaluere graden av forurensingutfra lover og regler
• Kandidaten skal kunne spesifisere passende analysemetode for primærforurensingen
• Kandidaten skal kunne planlegge for aktivt å forebygge miljøpåvirkning av industriprosessene
• Kandidaten skal kunne evaluere alternativ håndtering og behandlingsmetoder for akuttforurensing og avløpsstrømmer fra industriprosesser

Generell kompetanse

De industrielle områdene det vil fokuseres på er gruvedrift, smelteverk, annen mineralprosessering, kraftkrevende industri og petroleumsutvinning. I tillegg tas lokale forhold rundt utslipp og miljø opp som en generell del.

Kandidaten skal opparbeide kompetanse om konsekvenser av utslipp til luft, vann og jord sett i et regionalt og globalt perspektiv.

• Kandidaten skal kunne evaluere en industriprosess miljøpåvirkning
• Kandidaten skal ha grunnleggende innsikt i hvordan håndtere en avløpsstrøm og minimere dens konsekvenser
• Kandidaten skal ha innsikt og grunnleggende kunnskap om miljøteknologier som brukesfor rensing av avløp og utslipp

Delemne 1:

Forelesninger: Tavleundervisning av typen dokumentkamera/Mediasite. PC-presentasjoner hvor nødvendig/mulig. Video-leksjoner i opptaksform.

Øvinger: Øvingsoppgaver (8 sett). Enkle beregninger og kjemiske vurderinger (frivillig).

Delemne 2:

Forelesninger i klasserom/auditorium. Forberedt undervisningsmateriale vil bli plassert på It´sLearning. I tillegg vil det bli gitt flere innleveringsoppgaver om teorianvendelse og beregninger for å bedre teoriforståelsen. En ekskursjon søkes gjennomført for prosjektbasert gjennomgang av en konkret oppgave. En skriftlig teknisk rapport skal utarbeides i sammenheng med oppgaven. Denne rapporten karaktersettes.

Ved avslutningen av undervisningen av faget vil studentene få en prosjektoppgave. Denne bearbeides gruppevis under veiledning, og gruppa skal levere en prosjektrapport som karaktersettes.

Normalt gjennomføres en obligatorisk ekskursjon i Delemne 2.

Delemne 1 (Kjemi)

Skriftlig individuell deleksamen under tilsyn (3 timer). Teller 100 %.

Karakter: Bokstavkarakter A-F der F er ikke bestått

Delemne 2

Mappevurdering med følgende karaktergivende momenter med vekting:

Prosjektrapport (75 %)

Teknisk rapport fra ekskursjon (25 %)

Om ekskursjonen blir kansellert justeres vektfaktorene slik:

Prosjektrapport (100 %)

Karakter: Bokstavkarakter A - F der F er ikke bestått

Hver deleksamen teller 50% på samlet karakter.

Kontinasjonseksamen skjer etter ordinære prosedyrer. Ved manglende vurdering i én av delene er det tilstrekkelig med kontinuasjon i den av delene som mangler. Tidspunkt for kontinuasjon publiseres særskilt.

Delemne 1

Pensumbok: Raymond Chang, Kenneth A. Goldsby, "General Chemistry - The Essential Concepts", 7. utg., McGraw-Hill, 2014. ISBN-978-007-715517-9.

Alternativt: James E. Brady, "Generell kjemi - Grunnlag og prinsipper", 2. utg., John Wiley/Tapir Akademisk Forlag (norsk versjon), 2004. ISBN-82-519-1957-6.

Pensumoversikt:

1.Bindingsteori: Kovalent binding og Lewis modellen (Chang Kap. 9 + 10.1 / Brady Kap. 8)

2.Energiforhold og termokjemi(Chang Kap. 6 / Brady Kap. 6)

3.Organisk kjemi (Chang Kap. 11 / Brady Kap. 21.1-21.5)

4.Kjemisk termodynamikk(Chang Kap. 18 / Brady Kap. 14)

5.Intermolekylære krefter, væsker og faste stoffer (Chang Kap. 12 / Brady Kap. 12 )

6.Eget kompendium (ca. 80 sider) som vil bli utgitt over it's learning-systemet og kankjøpes i papirversjon. Totalt antall pensumsider er ca. 130 (Chang) + 80 (kompendium)= 210.

Delemne 2:

Nødvendig undervisningsmateriell og utdrag fra utvalgte lærebøker og artikler vil bli gjort tilgjenglig på It´sLearning.

Støttelitteratur

Delemne 1

Tabeller fra R. Chang appendiks, eksempeldata fra faglærer, og støttelitteratur fra to separate lærebøker (engelsk) er samlet i et eget kompendium (Kjemi for prosess, Kompendium 363 HiN; ca. 80 s.). Dette materialet vil bli tilgjengelig på it's learning og i bokhandelen (ca. kr. 120,-).

Delemne 2

To bøker anbefales:

1.Woodard & Curran, Inc. "Industrial Waste Treatment Handbook", 2nd Ed., Elsevier (2006)

2.Zhang, Chunlong, "Fundamentals of Environmental Sampling and Analysis", John Wiley &Sons, Inc. (2007)

Innkjøp av tekstbok er frivillig, men anbefales for nettstudenter. Bøkene finnes på HiN biblioteket.