|
|
Čištění energoplynu kovovými katalyzátory
Baláš, Marek ; Noskievič, Pavel (oponent) ; Kabát, Viktor (oponent) ; Skála, Zdeněk (vedoucí práce)
Technologie zplyňování biomasy je jedním z možných způsobů využití biomasy pro energetické účely. Biomasa jakožto perspektivní obnovitelný zdroj energie stojí v popředí zájmu energetické obce nejen v ČR, ale i v zemích EU a ve světě. Zplyňování je termochemická přeměna paliva za přístupu podstechiometrického přístupu okysličovadla. Produktem zplyňování je nízkovýhřevný plyn, jehož hlavními hořlavými složkami jsou vodík, oxid uhelnatý a metan. Generovaný plyn lze využít dalších zařízeních zejména pro výrobu elektrické a tepelné energie. Kromě hořlavých a neutrálních složek však plyn obsahuje i nečistoty, jako sloučeniny síry a chlóru, prach a dehet. Právě dehet je označován za Achillovu patu zplyňování, protože způsobuje (společně s prachem) nánosy na dopravních cestách i v koncových zařízeních a zabraňuje tak přímé aplikaci plynu. Disertační práce se zabývá návrhem filtru pro odstranění dehtu z plynu generovaného na fluidním zplyňovacím zařízení. Práce úzce navazuje na dosavadní výzkum na pracovišti Energetického ústavu, FSI na VUT v Brně. V první části se práce týká teoretického rozboru problematiky. Jsou zde zmíněny vlastnosti biomasy a jejich dopad na proces zplyňování. Jsou zde popsány typy zplyňovacích zařízení a podrobně popsán princip zplyňování včetně chemických reakcí. Zvláštní část je věnována nečistotám v plynu, zejména vzniku a vlastnostem dehtu, což bylo důležité pro další činnost. Hlavní důraz je však kladen na možnosti katalytického čištění plynu od dehtu. Je zde popsán princip rozkladu dehtu na katalyzátoru a rozebrány typy a vlastnosti katalyzátorů. Část práce byla věnována oblasti provozu a ztrátě aktivity katalyzátoru působením sloučeninami síry, slinováním krystalků a zanášení uhlíkem. Na základě rozboru v první části práce a na základě zkušeností byla vypracována koncepce odstraňování dehtu z plynu, byla navržena metoda měření na experimentálním zařízení Biofluid 100 a byl navržen filtr pro testování průmyslových katalyzátorů na bázi kovu. Dále byla provedena série experimentů zajišťujících účinky tří vybraných katalyzátorů na rozklad dehtu. Výsledky provedených experimentů jsou podrobně rozebrány a vyhodnoceny v závěru práce. Zde je také nástin ekonomického hodnocení problematiky.
|
|
|
Purification of Producer Gas in Biomass Gasification using Carbon Materials
Al-Dury, Sausan Salem Kadam ; Klemeš,, Jiri (oponent) ; Noskievič, Pavel (oponent) ; Skála, Zdeněk (vedoucí práce)
This work is dealing with the utilization of biomass feed stocks and wooden residue for gasification process to produce syn-gas suitable for the implementation of power plants for electricity generation and problem of gas production suitable for further chemical and energy purpose discussing the suitable practical purification methods, given that the complexity of theme and project which carried out through detailed analysis. Since the obtained gas has many types of unwanted contaminants. It was necessary to derive an effective cleaning method for gas purification from chemical contaminants especially tars components. The discussion of the definitions and methods for the determination of gas unwanted components and their removal technologies on the basis of the knowledge of data, collecting and analysis carried out through an experimental massive approach. The theoretical analysis of the gasification process for an effective tar reduction in the produced gas has been studied as well. Since the quality requirements for internal combustion engines, gas turbines and fuel cells using the primary measurement methods cannot be achieved for gas production, this work aimed removing different particulates and tar. The main emphasis is placed on the methods of high cleaning taking in account the chemical and thermal specifications of the gas which is based on the utilization of three different kinds of carbon materials successfully and efficiently char coal, black coke and active carbon for tar removal which has a major impact on the process parameters. The analysis was responding with the mechanism and the techniques of minimizing the resultant allowable concentration by using a suitable materials and verifying the operation conditions without affecting the gas thermal efficiency. The highlights of the theoretical and experimental work has been drawn up by a high concept cleaning allowing the production of a pure gas having a quality that meets the modern technical requirements for electricity generation. Functionality the most efficient cleaning methods were based in the current project for tar reduction on the quantity of tar removed, the materials used for tar cracking and the conditions of the experimental work as well. For a successful application, some proposals have been settled for industrial applications of gas cleaning.
|
|
|
Návrh metod čištění plynu při zplyňování stébelnin
Moskalík, Jiří ; Noskievič, Pavel (oponent) ; Kabát, Viktor (oponent) ; Bébar, Ladislav (oponent) ; Fiedler, Jan (vedoucí práce)
Neustálý nárůst spotřeby energie vyžaduje, aby se vývoj v energetickém odvětví zaměřoval na obnovitelné zdroje energie. Další z možností jak snížit spotřebu primárních energetických zdrojů představuje také vyhledávání nových a netradičních paliv. V geografických podmínkách ČR se jako nejvýhodnější a potenciálně nejrozšířitelnější jeví biomasa. V posledních letech ovšem energetické využívání biomasy zaznamenalo výrazný vzestup a to i ve velkých energetických zdrojích. Tento nárůst spotřeby udělal hlavně ze dřevní biomasy nedostatkové palivo a začala se zvedat jeho cena. V tomto okamžiku se začínají spotřebitelé poohlížet po jiném typu paliva. Stébelniny a mírně kontaminovaná biomasa představují zástupce těchto netradičních paliv. Stébelniny jsou většinou jednoleté rostliny primárně pěstované za účelem obživy. Odpadní část těchto rostlin lze energeticky využít. Pro stébelniny jsou specifické poměrně nízká hodnoty charakteristických teplot popelovin. Spékání popelovin v zařízení představuje jednu z překážek energetického využívání stébelnin. Spékání popelovin sebou přináší řadu provozních problémů na energetických zařízeních. Proto je část práce věnována problematice tavení popelovin. Jednu z možností efektivního využívání biomasy představuje termické zplyňování. Zplyňování lze chápat jako termochemickou konverzi pevného paliva na jiné skupenství, v tomto případě plynné. Proces spalování je obecně lépe řiditelný právě u plynných paliv. Tím lze dosáhnout na výstupu spalovacích zařízení nižších emisí nežádoucích sloučenin. Proces termického zplyňování probíhá za podstechiometrického přístupu okysličovadla. Z procesu zplyňování vystupuje nízkovýhřevný plyn. Hlavní výhřevné složky produkovaného plynu jsou vodík, oxid uhelnatý a metan. Výsledný plyn obsahuje také spoustu nežádoucích složek, které jej z energetického hlediska znevýhodňují. Mimo neutrální složky, které plyn pouze naředí, jsou to nečistoty jako prach, dehet a sloučeniny síry a chlóru. Tyto znečišťující látky komplikují další využití generovaného plynu. Zejména dehtové sloučeniny společně s prachem způsobují nánosy na transportním potrubí i na spalovacích zařízeních využívajících generovaný plyn. Dalším přepracováním a čištěním se zvyšuje kvalita produkovaného plynu. Vyčištěný plyn lze využít ke kogeneraci a spalovat jej ve spalovacích motorech a turbínách, nebo jej klasicky použít pro přitápění dle potřeb technologie. V laboratořích Energetického ústavu byl, pro experimentální účely, postaven atmosférický fluidní zplyňovací reaktor Biofluid 100. Disertační práce je zaměřena na termické zplyňování stébelnin a dalších netradičních paliv v zařízení Biofluid. Snahou je dosáhnout stabilního procesu zplyňování stébelnin a tímto ověřit možnost jejich využití jako paliva pro technologii Biofluid. Následným cílem je návrh metod čištění surového plynu od dehtových sloučenin. Z důvodu požadavků vysoké čistoty výsledného plynu se práce zaměřuje na sekundární metody čištění plynu.
|
|
|
Transfer těžkých kovů při spalování odpadů
Karásek, René ; Noskievič, Pavel (oponent) ; Kabát, Viktor (oponent) ; Skála, Zdeněk (vedoucí práce)
Směsný komunální odpad (SKO) je heterogenní materiál, který se skládá především z organických a minerálních látek, kovů a vody. Po termickém zpracování se tento odpad rozdělí do jednotlivých produktů spalování. To platí také pro kovy obsažené v odpadu. Tato dizertační práce se zabývá chováním těžkých kovů a jejich sloučenin v průběhu spalovacího procesu. Určení zastoupení těžkých kovů z odpadu vstupujícího do procesu termického využití je prakticky nereálné. Hlavním cílem práce je tedy stanovení množství vybraných těžkých kovů ve směsném komunálním odpadu z produktů spalování. Úvodní kapitoly dizertační práce pojednávají o odpadech, možnostech jejich spalování, procesech čištění produkovaných spalin a také o problematice těžkých kovů v životním prostředí. V další části práce je uveden dosavadní vývoj v dané problematice, možnosti určení těžkých kovů v odpadech a způsoby vyhodnocení získaných dat. Experimentální část práce sestává ze čtyřdenního měření, které se uskutečnilo ve spalovně komunálních odpadů SAKO, a.s. Byly provedeny odběry jednotlivých produktů spalování a po laboratorní analýze byly zpracovány výsledky pro vybrané těžké kovy. Součástí vyhodnocení výsledků je také statistická analýza dat.
|
|
|
Snižování energetické náročnosti procesu profesní údržby prádla
Bobák, Petr ; Klemeš,, Jiří (oponent) ; Noskievič, Pavel (oponent) ; Stehlík, Petr (vedoucí práce)
Práce se zabývá procesem profesní údržby prádla (PÚP) a způsoby, jak snižovat jeho požadavky na energie a další provozní komodity. PÚP představuje specifický energeticky náročný proces, jehož účelem je navrátit použitému prádlu jeho původní vlastnosti, aby mohlo opětovně plnit svou funkci. Tento ze své podstaty recyklační či regenerační proces se skládá z mnoha dílčích operací. Klíčovou operací je praní ve vodní lázni, kdy se z prádla odstraňují nečistoty. Práce se zaměřuje na nejčastěji používanou technologii odstraňování nečistot, což je praní v teplé vodní lázni za spolupůsobení mechanického účinku a prací chemie na prádlo. Uváděné postupy lze však využít i pro alternativní technologie jako například ozónové praní, praní s použitím nízkoteplotních enzymů či ultrazvuku. Ve všech případech se jako smáčedlo pro nečistoty používá voda, která musí mít určité vlastnosti a kterou je po praní potřeba z prádla odstranit navazujícími operacemi (sušení, žehlení, tvarování). Po nezbytném teoretickém úvodu, který čtenáři blíže představí problematiku PÚP, se práce zabývá matematickým modelováním procesu a jeho hlavních dílčích operací (praní, sušení) metodou hmotnostních a energetických bilancí a sběrem provozních dat a jejich využitím. Téma je navíc podpořeno návrhem informačního systému na bázi relační databáze ovládané pomocí webové aplikace, který umožní organizovat data či informace z různých zdrojů – naměřená experimentální data, údaje o měřicí technice, provozní záznamy strojů a další. Práce dále definuje možnosti hodnocení a snižování energetické náročnosti procesu. Výklad je podpořen příklady a případovými studiemi. Klíčovou částí práce je kapitola popisující vybudovanou experimentální infrastrukturu, na jejímž základě byl instalací uceleného souboru prádelenské techniky vytvořen plně funkční provoz průmyslové prádelny s kapacitou až 500 kg prádla za směnu jako model energeticky náročného procesu (ENP). Propracovaná infrastruktura a systém sběru dat umožňuje měřit široké spektrum fyzikálních veličin a zkoumat faktory, které ovlivňují energetickou náročnost procesu, a vazby mezi nimi, stejně jako zkoušet efektivitu různých úsporných opatření v provozním měřítku.
|
|
|
Vývoj fenoménu obnovitelných zdrojů energie a jejich podpora v ČR
Hamzová, Kateřina ; Kaczor, Pavel (vedoucí práce) ; Noskievič, Pavel (oponent)
Úvodní část práce se zabývá především využitím energie v historii lidské společnosti, představuje jednotlivé obnovitelné zdroje a zároveň i vysvětluje některá fakta o obnovitelných zdrojích, z nichž je třeba při jejich podpoře vycházet. Hlavním cílem práce je vyčíslit výši podpor pro obnovitelné zdroje energie v České republice do roku 2016 s predikcí do roku 2020 a analyzovat jejich vliv na cenu elektřiny pro koncového zákazníka. V rámci této analýzy jsou zpřehledněny jednotlivé platby spotřebitelů za odběr elektrické energie v Praze, ve třech nejvíce používaných tarifech společnosti PRE, a. s. Dílčím cílem je zmapovat dosavadní historický, legislativní a politický vývoj v oblasti obnovitelných zdrojů energie v EU a ČR a zpřehlednit různé formy podpory obnovitelných zdrojů energie, včetně dotačních titulů souvisejících s oblastmi podpory. V závěru práce je podáno celkové zhodnocení dosavadní situace a návrhy na změny.
|
|
|
Snižování energetické náročnosti procesu profesní údržby prádla
Bobák, Petr ; Klemeš,, Jiří (oponent) ; Noskievič, Pavel (oponent) ; Stehlík, Petr (vedoucí práce)
Práce se zabývá procesem profesní údržby prádla (PÚP) a způsoby, jak snižovat jeho požadavky na energie a další provozní komodity. PÚP představuje specifický energeticky náročný proces, jehož účelem je navrátit použitému prádlu jeho původní vlastnosti, aby mohlo opětovně plnit svou funkci. Tento ze své podstaty recyklační či regenerační proces se skládá z mnoha dílčích operací. Klíčovou operací je praní ve vodní lázni, kdy se z prádla odstraňují nečistoty. Práce se zaměřuje na nejčastěji používanou technologii odstraňování nečistot, což je praní v teplé vodní lázni za spolupůsobení mechanického účinku a prací chemie na prádlo. Uváděné postupy lze však využít i pro alternativní technologie jako například ozónové praní, praní s použitím nízkoteplotních enzymů či ultrazvuku. Ve všech případech se jako smáčedlo pro nečistoty používá voda, která musí mít určité vlastnosti a kterou je po praní potřeba z prádla odstranit navazujícími operacemi (sušení, žehlení, tvarování). Po nezbytném teoretickém úvodu, který čtenáři blíže představí problematiku PÚP, se práce zabývá matematickým modelováním procesu a jeho hlavních dílčích operací (praní, sušení) metodou hmotnostních a energetických bilancí a sběrem provozních dat a jejich využitím. Téma je navíc podpořeno návrhem informačního systému na bázi relační databáze ovládané pomocí webové aplikace, který umožní organizovat data či informace z různých zdrojů – naměřená experimentální data, údaje o měřicí technice, provozní záznamy strojů a další. Práce dále definuje možnosti hodnocení a snižování energetické náročnosti procesu. Výklad je podpořen příklady a případovými studiemi. Klíčovou částí práce je kapitola popisující vybudovanou experimentální infrastrukturu, na jejímž základě byl instalací uceleného souboru prádelenské techniky vytvořen plně funkční provoz průmyslové prádelny s kapacitou až 500 kg prádla za směnu jako model energeticky náročného procesu (ENP). Propracovaná infrastruktura a systém sběru dat umožňuje měřit široké spektrum fyzikálních veličin a zkoumat faktory, které ovlivňují energetickou náročnost procesu, a vazby mezi nimi, stejně jako zkoušet efektivitu různých úsporných opatření v provozním měřítku.
|
|
|
Návrh metod čištění plynu při zplyňování stébelnin
Moskalík, Jiří ; Noskievič, Pavel (oponent) ; Kabát, Viktor (oponent) ; Bébar, Ladislav (oponent) ; Fiedler, Jan (vedoucí práce)
Neustálý nárůst spotřeby energie vyžaduje, aby se vývoj v energetickém odvětví zaměřoval na obnovitelné zdroje energie. Další z možností jak snížit spotřebu primárních energetických zdrojů představuje také vyhledávání nových a netradičních paliv. V geografických podmínkách ČR se jako nejvýhodnější a potenciálně nejrozšířitelnější jeví biomasa. V posledních letech ovšem energetické využívání biomasy zaznamenalo výrazný vzestup a to i ve velkých energetických zdrojích. Tento nárůst spotřeby udělal hlavně ze dřevní biomasy nedostatkové palivo a začala se zvedat jeho cena. V tomto okamžiku se začínají spotřebitelé poohlížet po jiném typu paliva. Stébelniny a mírně kontaminovaná biomasa představují zástupce těchto netradičních paliv. Stébelniny jsou většinou jednoleté rostliny primárně pěstované za účelem obživy. Odpadní část těchto rostlin lze energeticky využít. Pro stébelniny jsou specifické poměrně nízká hodnoty charakteristických teplot popelovin. Spékání popelovin v zařízení představuje jednu z překážek energetického využívání stébelnin. Spékání popelovin sebou přináší řadu provozních problémů na energetických zařízeních. Proto je část práce věnována problematice tavení popelovin. Jednu z možností efektivního využívání biomasy představuje termické zplyňování. Zplyňování lze chápat jako termochemickou konverzi pevného paliva na jiné skupenství, v tomto případě plynné. Proces spalování je obecně lépe řiditelný právě u plynných paliv. Tím lze dosáhnout na výstupu spalovacích zařízení nižších emisí nežádoucích sloučenin. Proces termického zplyňování probíhá za podstechiometrického přístupu okysličovadla. Z procesu zplyňování vystupuje nízkovýhřevný plyn. Hlavní výhřevné složky produkovaného plynu jsou vodík, oxid uhelnatý a metan. Výsledný plyn obsahuje také spoustu nežádoucích složek, které jej z energetického hlediska znevýhodňují. Mimo neutrální složky, které plyn pouze naředí, jsou to nečistoty jako prach, dehet a sloučeniny síry a chlóru. Tyto znečišťující látky komplikují další využití generovaného plynu. Zejména dehtové sloučeniny společně s prachem způsobují nánosy na transportním potrubí i na spalovacích zařízeních využívajících generovaný plyn. Dalším přepracováním a čištěním se zvyšuje kvalita produkovaného plynu. Vyčištěný plyn lze využít ke kogeneraci a spalovat jej ve spalovacích motorech a turbínách, nebo jej klasicky použít pro přitápění dle potřeb technologie. V laboratořích Energetického ústavu byl, pro experimentální účely, postaven atmosférický fluidní zplyňovací reaktor Biofluid 100. Disertační práce je zaměřena na termické zplyňování stébelnin a dalších netradičních paliv v zařízení Biofluid. Snahou je dosáhnout stabilního procesu zplyňování stébelnin a tímto ověřit možnost jejich využití jako paliva pro technologii Biofluid. Následným cílem je návrh metod čištění surového plynu od dehtových sloučenin. Z důvodu požadavků vysoké čistoty výsledného plynu se práce zaměřuje na sekundární metody čištění plynu.
|
|
|
Transfer těžkých kovů při spalování odpadů
Karásek, René ; Noskievič, Pavel (oponent) ; Kabát, Viktor (oponent) ; Skála, Zdeněk (vedoucí práce)
Směsný komunální odpad (SKO) je heterogenní materiál, který se skládá především z organických a minerálních látek, kovů a vody. Po termickém zpracování se tento odpad rozdělí do jednotlivých produktů spalování. To platí také pro kovy obsažené v odpadu. Tato dizertační práce se zabývá chováním těžkých kovů a jejich sloučenin v průběhu spalovacího procesu. Určení zastoupení těžkých kovů z odpadu vstupujícího do procesu termického využití je prakticky nereálné. Hlavním cílem práce je tedy stanovení množství vybraných těžkých kovů ve směsném komunálním odpadu z produktů spalování. Úvodní kapitoly dizertační práce pojednávají o odpadech, možnostech jejich spalování, procesech čištění produkovaných spalin a také o problematice těžkých kovů v životním prostředí. V další části práce je uveden dosavadní vývoj v dané problematice, možnosti určení těžkých kovů v odpadech a způsoby vyhodnocení získaných dat. Experimentální část práce sestává ze čtyřdenního měření, které se uskutečnilo ve spalovně komunálních odpadů SAKO, a.s. Byly provedeny odběry jednotlivých produktů spalování a po laboratorní analýze byly zpracovány výsledky pro vybrané těžké kovy. Součástí vyhodnocení výsledků je také statistická analýza dat.
|
|
|
Čištění energoplynu kovovými katalyzátory
Baláš, Marek ; Noskievič, Pavel (oponent) ; Kabát, Viktor (oponent) ; Skála, Zdeněk (vedoucí práce)
Technologie zplyňování biomasy je jedním z možných způsobů využití biomasy pro energetické účely. Biomasa jakožto perspektivní obnovitelný zdroj energie stojí v popředí zájmu energetické obce nejen v ČR, ale i v zemích EU a ve světě. Zplyňování je termochemická přeměna paliva za přístupu podstechiometrického přístupu okysličovadla. Produktem zplyňování je nízkovýhřevný plyn, jehož hlavními hořlavými složkami jsou vodík, oxid uhelnatý a metan. Generovaný plyn lze využít dalších zařízeních zejména pro výrobu elektrické a tepelné energie. Kromě hořlavých a neutrálních složek však plyn obsahuje i nečistoty, jako sloučeniny síry a chlóru, prach a dehet. Právě dehet je označován za Achillovu patu zplyňování, protože způsobuje (společně s prachem) nánosy na dopravních cestách i v koncových zařízeních a zabraňuje tak přímé aplikaci plynu. Disertační práce se zabývá návrhem filtru pro odstranění dehtu z plynu generovaného na fluidním zplyňovacím zařízení. Práce úzce navazuje na dosavadní výzkum na pracovišti Energetického ústavu, FSI na VUT v Brně. V první části se práce týká teoretického rozboru problematiky. Jsou zde zmíněny vlastnosti biomasy a jejich dopad na proces zplyňování. Jsou zde popsány typy zplyňovacích zařízení a podrobně popsán princip zplyňování včetně chemických reakcí. Zvláštní část je věnována nečistotám v plynu, zejména vzniku a vlastnostem dehtu, což bylo důležité pro další činnost. Hlavní důraz je však kladen na možnosti katalytického čištění plynu od dehtu. Je zde popsán princip rozkladu dehtu na katalyzátoru a rozebrány typy a vlastnosti katalyzátorů. Část práce byla věnována oblasti provozu a ztrátě aktivity katalyzátoru působením sloučeninami síry, slinováním krystalků a zanášení uhlíkem. Na základě rozboru v první části práce a na základě zkušeností byla vypracována koncepce odstraňování dehtu z plynu, byla navržena metoda měření na experimentálním zařízení Biofluid 100 a byl navržen filtr pro testování průmyslových katalyzátorů na bázi kovu. Dále byla provedena série experimentů zajišťujících účinky tří vybraných katalyzátorů na rozklad dehtu. Výsledky provedených experimentů jsou podrobně rozebrány a vyhodnoceny v závěru práce. Zde je také nástin ekonomického hodnocení problematiky.
|
host ::
RSS.