Název: Integrace technologie pro zahušťování digestátu v bioplynové stanici
Překlad názvu: Integration of a technology for digestate thickening in a biogas plant
Autoři: Miklas, Václav ; Touš, Michal (oponent) ; Vondra, Marek (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok: 2018
Jazyk: cze
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstrakt: [cze] [eng]
Zaměřením této práce je zahušťování digestátu v bioplynové stanici. První část prezentuje přehled bioplynové technologie v ČR. Do tohoto spadá také rozsáhlý popis problematiky využití odpadního tepla a nakládání s digestátem v bioplynových stanicích. Na základě této části byla vybrána technologie pro zahušťování digestátu – vícestupňová mžiková destilace. Hlavní část práce spočívá v integraci vybraného zahušťovacího zařízení do bioplynové stanice. Pro tento účel byl využit programovací jazyk Python. Nejprve byl vytvořen komplexní matematický model bioplynové stanice věnující se zejména materiálové a energetické bilanci. Následně byl naprogramován také výpočtový model samotné vícestupňové mžikové odparky. Za využití analýz vlivu vstupních parametrů byl navržen postup pro integraci odparky do procesu a provedeno rozšíření modelu bioplynové stanice o toto zařízení. Stěžejním výstupem je technicko-ekonomická analýza, ve které je na případové studii demonstrován vliv ceny za dopravu digestátu a výkupní ceny elektřiny na návratnost investice do odparky. Výsledky této analýzy naznačují výhodnost pořízení MSF spíše pro BPS bez dotované výkupní ceny elektřiny. Naproti tomu u starších zařízení s dotovanou výkupní cenou elektřiny se návratnost investice jeví jako možná pouze u velmi dlouhých dopravních vzdálenosti digestátu. This diploma thesis is mainly focused on the digestate thickening in a biogas plant. First, overview of the biogas technology in the Czech Republic is presented. Furthermore, problems with waste heat utilization and processing of fermentation residues (digestate) are described in more detail. Based on the research, multi-stage flash (MSF) evaporation was chosen as the technology for the digestate thickening. The main part deals with the integration of the chosen technology into a biogas plant process. The programming language Python was used to simplify the given task. In the preliminary stage, a complex mathematical model of a biogas plant was created, focusing particularly on the mass and energy balances. Subsequently, a computational model of the MSF evaporator was programmed. A procedure for the integration was suggested using the sensitivity analyses. Additionally, the model of a biogas plant was extended with the MSF evaporator. The key outcome of the thesis is a technical-economic analysis in which the impact of digestate transport price and electricity feed-in tariff on payback period is investigated. The results suggest profitability of MSF evaporator for biogas plants without subsidized feed-in tariff. Contrastingly, installation of MSF evaporator in older biogas plants with subsidized feed-in tariff can be economically viable only in cases of significantly longer transport distances.
Klíčová slova: Bioplynová stanice; digestát; fugát; matematický model; odpadní teplo; odpařování; Python; technicko-ekonomická analýza; vícestupňová mžiková destilace; Biogas plant; digestate; evaporation; liquid digestate; mathematical model; multi-stage flash; Python; technical-economic analysis; waste heat

Instituce: Vysoké učení technické v Brně (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/81653

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-601990


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Vysoké učení technické v Brně
Vysokoškolské kvalifikační práce > Diplomové práce