|
|
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.
|
|
|
Získávání fosforu z fugátu
Heger, Jan ; Procházková, Michaela (oponent) ; Touš, Michal (vedoucí práce)
Zaměřením této práce je možnost získání fosforu z fugátu. Teoretická část práce je zaměřena na shrnutí aktuální situace ohledně obnovy fosforu. V provedené rešerši jsou shrnuty podstatné informace o metodě srážení struvitu, kterou je fosfor získáván ve formě struvitu, který je možné dále využít jako hnojivo. Na základě informací o procesu bylo navrženo experimentální zařízení pro získávání fosforu ve formě struvitu odpovídající svou povahou průmyslovému měřítku. Jedná se o válcovou nádobu s kuželovým dnem, ve kterém je fugát s chemikáliemi promícháván míchadlem. Na vytvořeném zařízení byla experimentem testována funkčnost zařízení. Výsledky experimentu byly zanalyzovány metodou XPS, která potvrdila vznik struvitu. Pro budoucí provoz byly navrženy úpravy zařízení a předúpravy fugátu, které by mohly zlepšit celý proces i jeho výsledky.
|
|
|
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.
|
|
|
Integrace technologie pro zahušťování digestátu v bioplynové stanici
Miklas, Václav ; Touš, Michal (oponent) ; Vondra, Marek (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Zpracování fermentačních zbytků z bioplynových stanic
Budín, Oto ; Touš, Michal (oponent) ; Vondra, Marek (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá odvodňovacími technologiemi fermentačních zbytků (FZ) z bioplynových stanic (BPS) a klade si za cíl navrhnout integraci vybrané technologie do provozu BPS. FZ (neboli digestát), jež jsou vedlejším produktem anaerobní fermentace biomasy v BPS, obsahují jisté množství živin a bývají zpravidla využívány jako zemědělská hnojiva. Vysoký obsah vody ve FZ a s ním spojená nízká koncentrace živin však zvyšují náklady na jejich skladování a přepravu. Odvodnění zfermentovaného materiálu by mohlo přispět ke snížení těchto nákladů. Hlavní náplní této práce je návrh integrace zvolené odvodňovací technologie v BPS – její umístění do procesu, doplnění o potřebné aparáty, vliv na látkové a energetické toky. V tomto případě je zvolena dvoufázová úprava FZ. Nejprve separace pevné (separát) a kapalné (fugát) frakce prostřednictvím šnekového lisu a následné zahuštění fugátu odpařovacím procesem ve vícestupňové odparce. Součástí diplomové práce je rovněž zhodnocení návrhu, včetně jeho vlivu na ekonomiku provozu.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.