|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Výměna hmoty kapalina-pára v procesech stripování
Liman, Martin ; Kalivoda, Josef (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá řešením separace amoniaku z odpadních surovin zemědělské výroby. Zaměřuje se na stanovení účinnosti desorpce z experimentálního stripovacího zařízení v závislosti na teplotě měření. Pro ověření funkčnosti zařízení byly využity roztoky čpavkové vody a vzorky fugátu z technické praxe. Byla prokázána zvyšující se účinnost separace s rostoucí teplotou. Zařízení bylo během měření postupně zdokonalováno pro lepší výnosnost separačního děje. Výsledky pokusů jsou diskutovány v návaznosti na teoretické předpoklady a srovnány s jinými způsoby separace amoniaku.
|
|
|
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.
|
|
|
Získávání nutrientů z fugátu
Štylárková, Petra ; Vondra, Marek (oponent) ; Touš, Michal (vedoucí práce)
Bioplynové stanice ročně vyprodukují velké množství digestátu, resp. fugátu, který lze dále zpracovat pro získání nutrientů. Tato metoda není rozšířená kvůli vysokým investičním nákladům. V této práci jsou představeny technologie pro získávání nutrientů z fugátu a také technicko-ekonomikcý model. Tento model byl vytvořen s využitím informací z odborné literatury a výpočtů v procesním simulátoru. Je schopen ze vstupních parametrů vypočítat celkovou bilanci systému a orientačně posoudit ekonomické zhodnocení. Použití modelu bylo demonstrováno na případové studii konkrétní bioplynové stanice. Analýza vlivů cenových parametrů mimo jiné ukázala, že pro danou bioplynovou stanici je citlivost návratnosti na nižší cenu síranu amonného (produkt) vysoká, zatímco v případě struvitu (produkt) ani při jeho nízké ceně taková citlivost není.
|
|
|
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.
|
|
|
Výměna hmoty kapalina-pára v procesech stripování
Liman, Martin ; Kalivoda, Josef (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá řešením separace amoniaku z odpadních surovin zemědělské výroby. Zaměřuje se na stanovení účinnosti desorpce z experimentálního stripovacího zařízení v závislosti na teplotě měření. Pro ověření funkčnosti zařízení byly využity roztoky čpavkové vody a vzorky fugátu z technické praxe. Byla prokázána zvyšující se účinnost separace s rostoucí teplotou. Zařízení bylo během měření postupně zdokonalováno pro lepší výnosnost separačního děje. Výsledky pokusů jsou diskutovány v návaznosti na teoretické předpoklady a srovnány s jinými způsoby separace amoniaku.
|
host ::
RSS.