|
|
Posouzení integrace odpařovací jednotky do provozu bioplynové stanice
Peťovský, Patrik ; Touš, Michal (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Hlavním výstupním odpadním produktem bioplynové stanice je digestát, který se používá jako hnojivo a dále jej lze zpracovávat. Digestát nelze volně vypouštět do povrchových vod, a s tím jsou spojeny vysoké náklady na dopravu, vyšší počáteční investice na skladovací nádrže v nové bioplynové stanici atd. Cílem bakalářské práce je posouzení vhodného odpařovacího systému do provozu konkrétní bioplynové stanice. Integrace odpařovacího systému vede k zahuštění digestátu odpařením vody s využitím mařeného tepla produkovaného kogenerační jednotkou. Důsledkem integrace jsou především nižší náklady na přepravu zahuštěného digestátu. Výstupem bakalářské práce je technicko-ekonomické zhodnocení, které posuzuje dobu návratnosti v závislosti na průtoku zahuštěného digestátu. Požadované měrné náklady na úpravu zahuštěného digestátu s uvažovanou dobou návratnosti v rozmezí 5–15 let, nepřesahují hodnoty 210 (Kčrok)/t_fug . Hodnoty požadovaných nákladů s uvažováním prodeje tepla jsou dokonce záporné. Přičemž minimální hodnota nákladů daná výrobci se pohybuje okolo 260 (Kčrok)/t_fug . Integrace odpařovací jednotky do bioplynové stanice Žamberk je z ekonomického pohledu nevýhodná. Práce přináší nové poznatky o potenciálu vícestupňového mžikového odpařování v bioplynových stanicích s krátkou přepravní vzdáleností a s vysokým využitím odpadního tepla.
|
|
|
Zařízení pro zahušťování odpadní vody z bioplynových stanic
Vondra, Marek ; Bébar, Ladislav (oponent) ; Hoffman,, Pavel (oponent) ; Stehlík, Petr (vedoucí práce)
Cílem dizertační práce je vývoj technologie, která má přispět k řešení dvou zásadních problémů spojených s provozem bioplynových stanic (BPS). Konkrétně se jedná o nedostatečné využívání odpadního tepla ze spalování bioplynu a nákladné zpracování a využivání fermentačních zbytků, které vznikají ve velkých objemech a jsou svázány řadou legislativních omezení. Na základě rešerše dostupných separačních metod byla jako vhodná technologie zvolena vakuová odparka, mezi jejíž výhody patří jednoduchá konstrukce klíčových zařízení, provozní spolehlivost a robustnost, nízké nároky na předúpravu zahušťovaného média, potenciál k rychlému komerčnímu uplatnění a zejména pak schopnost využít nízkopotenciální odpadní teplo. Primárním účelem této technologické jednotky je redukce objemu fermentačních zbytků. Dalším přínosem jejího provozu je efektivní využívání odpadního tepla z BPS, které by jinak zústalo nevyužito. Jako vhodné pro uplatnění v BPS byly identifikovány odparky s nízkou spotřebou elektrické energie, která je hlavním produktem BPS. Tři z těchto technologií byly předmětem důkladnějšího rozboru zahrnujícího tvorbu výpočtových modelů a jejich vyčíslení pro podmínky vzorové BPS. Jako energeticky nejméně efektivní byla zhodnocena jednostupňová odparka s nucenou cirkulací (680 – 712 kWhth/m3, 25,9 – 30,5 kWhel/m3). Výrazně nižší energetické náročnosti dosáhly třístupňová filmová odparka (241 – 319 kWhth/m3, 12,0 – 23,6 kWhel/m3) a devítistupňová mžiková odparka (236 – 268 kWhth/m3, 13,6 – 18,4 kWhel/m3). Pro vývojovou činnost, která je jádrem disertační práce, byla zvolena vícestupňová mžikové odparka (MSF – multi-stage flash). Mezi hlavní důvody této volby patřily nízké požadavky na teplosměnnou plochu, dobré provozní zkušenosti v oblasti odsolování, jednoduchá konstrukce, modularita a odpařování mimo teplosměnnou plochu. Provedeno bylo také důkladné technicko-ekonomické zhodnocení integrace této odparky do BPS. Hlavní náplní práce byl experimentální vývoj prototypu MSF odparky. Hlavním cílem vývojové činnosti bylo dosažení ustáleného průtoku zahušťované kapalné frakce digestátu, tzv. fugátu a kontinuální tvorby destilátu. Tento cíl nebylo snadné naplnit především kvůli vlastnostem fugátu, který má nenewtonský charakter a zvýšenou hustotu i viskozitu v porovnání s vodou. Předmětem analýzy byla rovněž pěnivost fugátu. V textu je popsán vývoj odparky i první úspěšný provozní test, při němž bylo nutné použít protipěnicího přípravku. S plně vyvinutým prototypem MSF odparky bylo dosaženo kontinuálního provozu s produkcí destilátu v množství od 5 do 10 kg/h při průtoku fugátu 0,4 až 0,5 m3/h. Hlavním nedostatkem vybrané technologie je znečištění destilátu amoniakálním dusíkem. Proto byly analyzovány základní postupy jeho dodatečné eliminace.
|
|
|
Měření vybraných fyzikálních vlastností odpadních vod z bioplynových stanic
Ondruška, Vojtěch ; Zejda, Vojtěch (oponent) ; Vondra, Marek (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je měření fyzikálních a chemických vlastností odpadních vod z bioplynových stanic. Práce stručně popisuje odpadní vody a jejich vznik. Hlavní část je věnována přípravě experimentu a detailnímu popisu měření vybraných vlastností dostupnými laboratorními metodami. Naměřená data jsou v závěru zhodnocena a porovnána s literaturou. Výsledky této práce mohou být použity pro další vývoj zařízení pro zahušťování odpadní vody z bioplynových stanic nebo jinou vědeckou činnost v oblasti odpadního hospodářství v zemědělském sektoru.
|
|
|
Výpočet destilační kolony
Bytešník, Jan ; Jecha, David (oponent) ; Jícha, Jaroslav (vedoucí práce)
Bakalářská práce je rozdělena na tři hlavní části. První část se zabývá principem a teoretickým základem pro pochopení problematiky destilace. Podstatná část práce je věnována podrobnému řešení elementárních mezikroků, které vedou k výsledným parametrům destilační kolony. Tyto parametry mohou sloužit jako výchozí k dalším výpočtům, jenž směřují k efektivnímu nadimenzování destilační kolony v praxi. Poslední část bakalářské práce porovnává hodnoty získané výpočtem s výsledky, které jsou generovány programem ChemCAD na základě identického schématu a parametrů destilační kolony.
|
|
|
Zpracování zahuštěných kalů z průmyslových odpadních vod
Peťovský, Patrik ; Procházková, Michaela (oponent) ; Vondra, Marek (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce je představit problematiku zpracování průmyslových kalů a identifikovat a v laboratorních podmínkách realizovat vhodnou technologii pro zpracování konkrétního průmyslového kalu, kterým je již částečně zahuštěný fermentační zbytek z provozu bioplynových stanic (BPS). Na základě vypracované rešerše dostupných technologií pro zpracování odpadních kalů byla jako vhodná technologie vybrána míchaná odparka. Výhodou je možnost za sníženého tlaku využít nízko potenciální teplo z kogeneračních jednotek BPS, které je často mařeno. Míchadlo v odparce zajišťuje homogenizaci při zvyšujícím se zahuštění. Využití technologie přináší redukci objemu fermentačních zbytků. Hlavní část práce se zabývá návrhem a výrobou míchané odparky. Experimentální zařízení bylo zkonstruováno v prostorách LENP (Laboratoře energeticky náročných procesů) na FSI VUT v Brně. Během provozu byla ověřena funkčnost zařízení a použitelnost na více typech odpadních kalů. Výsledky experimentů jsou zaměřeny především na vlastnosti a chování fugátu neboli kapalné frakce fermentačních zbytků. Fugát byl zahuštěn ze surového stavu 5,4 %hm_sušna hodnotu 20,9 %hm_suš, kdy se již stává značně viskózním a špatně tekoucím materiálem. V průmyslovém podniku, kde bývá mařeno odpadní teplo, může být míchaná odparka vhodným zařízením pro zpracování kalů, respektive redukci jejich objemu. To vede k nižším nákladům na skladování, přepravu a aplikaci na pole jako hnojiva. Pomocí vhodné konstrukce odparky a míchadla lze princip odpařování využít pro méně i více zahuštěné odpadní kaly. Výsledný zahuštěný produkt pak může být přiveden na dokončovací operace a destilát na dočištění.
|
|
|
Posouzení integrace odpařovací jednotky do provozu bioplynové stanice
Peťovský, Patrik ; Touš, Michal (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Hlavním výstupním odpadním produktem bioplynové stanice je digestát, který se používá jako hnojivo a dále jej lze zpracovávat. Digestát nelze volně vypouštět do povrchových vod, a s tím jsou spojeny vysoké náklady na dopravu, vyšší počáteční investice na skladovací nádrže v nové bioplynové stanici atd. Cílem bakalářské práce je posouzení vhodného odpařovacího systému do provozu konkrétní bioplynové stanice. Integrace odpařovacího systému vede k zahuštění digestátu odpařením vody s využitím mařeného tepla produkovaného kogenerační jednotkou. Důsledkem integrace jsou především nižší náklady na přepravu zahuštěného digestátu. Výstupem bakalářské práce je technicko-ekonomické zhodnocení, které posuzuje dobu návratnosti v závislosti na průtoku zahuštěného digestátu. Požadované měrné náklady na úpravu zahuštěného digestátu s uvažovanou dobou návratnosti v rozmezí 5–15 let, nepřesahují hodnoty 210 (Kčrok)/t_fug . Hodnoty požadovaných nákladů s uvažováním prodeje tepla jsou dokonce záporné. Přičemž minimální hodnota nákladů daná výrobci se pohybuje okolo 260 (Kčrok)/t_fug . Integrace odpařovací jednotky do bioplynové stanice Žamberk je z ekonomického pohledu nevýhodná. Práce přináší nové poznatky o potenciálu vícestupňového mžikového odpařování v bioplynových stanicích s krátkou přepravní vzdáleností a s vysokým využitím odpadního tepla.
|
|
|
Měření vybraných fyzikálních vlastností odpadních vod z bioplynových stanic
Ondruška, Vojtěch ; Zejda, Vojtěch (oponent) ; Vondra, Marek (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je měření fyzikálních a chemických vlastností odpadních vod z bioplynových stanic. Práce stručně popisuje odpadní vody a jejich vznik. Hlavní část je věnována přípravě experimentu a detailnímu popisu měření vybraných vlastností dostupnými laboratorními metodami. Naměřená data jsou v závěru zhodnocena a porovnána s literaturou. Výsledky této práce mohou být použity pro další vývoj zařízení pro zahušťování odpadní vody z bioplynových stanic nebo jinou vědeckou činnost v oblasti odpadního hospodářství v zemědělském sektoru.
|
|
|
Zařízení pro zahušťování odpadní vody z bioplynových stanic
Vondra, Marek ; Bébar, Ladislav (oponent) ; Hoffman,, Pavel (oponent) ; Stehlík, Petr (vedoucí práce)
Cílem dizertační práce je vývoj technologie, která má přispět k řešení dvou zásadních problémů spojených s provozem bioplynových stanic (BPS). Konkrétně se jedná o nedostatečné využívání odpadního tepla ze spalování bioplynu a nákladné zpracování a využivání fermentačních zbytků, které vznikají ve velkých objemech a jsou svázány řadou legislativních omezení. Na základě rešerše dostupných separačních metod byla jako vhodná technologie zvolena vakuová odparka, mezi jejíž výhody patří jednoduchá konstrukce klíčových zařízení, provozní spolehlivost a robustnost, nízké nároky na předúpravu zahušťovaného média, potenciál k rychlému komerčnímu uplatnění a zejména pak schopnost využít nízkopotenciální odpadní teplo. Primárním účelem této technologické jednotky je redukce objemu fermentačních zbytků. Dalším přínosem jejího provozu je efektivní využívání odpadního tepla z BPS, které by jinak zústalo nevyužito. Jako vhodné pro uplatnění v BPS byly identifikovány odparky s nízkou spotřebou elektrické energie, která je hlavním produktem BPS. Tři z těchto technologií byly předmětem důkladnějšího rozboru zahrnujícího tvorbu výpočtových modelů a jejich vyčíslení pro podmínky vzorové BPS. Jako energeticky nejméně efektivní byla zhodnocena jednostupňová odparka s nucenou cirkulací (680 – 712 kWhth/m3, 25,9 – 30,5 kWhel/m3). Výrazně nižší energetické náročnosti dosáhly třístupňová filmová odparka (241 – 319 kWhth/m3, 12,0 – 23,6 kWhel/m3) a devítistupňová mžiková odparka (236 – 268 kWhth/m3, 13,6 – 18,4 kWhel/m3). Pro vývojovou činnost, která je jádrem disertační práce, byla zvolena vícestupňová mžikové odparka (MSF – multi-stage flash). Mezi hlavní důvody této volby patřily nízké požadavky na teplosměnnou plochu, dobré provozní zkušenosti v oblasti odsolování, jednoduchá konstrukce, modularita a odpařování mimo teplosměnnou plochu. Provedeno bylo také důkladné technicko-ekonomické zhodnocení integrace této odparky do BPS. Hlavní náplní práce byl experimentální vývoj prototypu MSF odparky. Hlavním cílem vývojové činnosti bylo dosažení ustáleného průtoku zahušťované kapalné frakce digestátu, tzv. fugátu a kontinuální tvorby destilátu. Tento cíl nebylo snadné naplnit především kvůli vlastnostem fugátu, který má nenewtonský charakter a zvýšenou hustotu i viskozitu v porovnání s vodou. Předmětem analýzy byla rovněž pěnivost fugátu. V textu je popsán vývoj odparky i první úspěšný provozní test, při němž bylo nutné použít protipěnicího přípravku. S plně vyvinutým prototypem MSF odparky bylo dosaženo kontinuálního provozu s produkcí destilátu v množství od 5 do 10 kg/h při průtoku fugátu 0,4 až 0,5 m3/h. Hlavním nedostatkem vybrané technologie je znečištění destilátu amoniakálním dusíkem. Proto byly analyzovány základní postupy jeho dodatečné eliminace.
|
|
|
Výpočet destilační kolony
Bytešník, Jan ; Jecha, David (oponent) ; Jícha, Jaroslav (vedoucí práce)
Bakalářská práce je rozdělena na tři hlavní části. První část se zabývá principem a teoretickým základem pro pochopení problematiky destilace. Podstatná část práce je věnována podrobnému řešení elementárních mezikroků, které vedou k výsledným parametrům destilační kolony. Tyto parametry mohou sloužit jako výchozí k dalším výpočtům, jenž směřují k efektivnímu nadimenzování destilační kolony v praxi. Poslední část bakalářské práce porovnává hodnoty získané výpočtem s výsledky, které jsou generovány programem ChemCAD na základě identického schématu a parametrů destilační kolony.
|
host ::
RSS.