Detail předmětu

Technologické linky zpracovatelského průmyslu

FSI-KS2Ak. rok: 2018/2019

Předmět „Technologické linky zpracovatelského průmyslu“ bezprostředně navazuje na znalosti získané v předmětu Inženýrská termodynamika a z časového hlediska je v rámci jednoho semestru rozdělena na dvě etapy. První část rozšiřuje předchozí znalosti posluchačů o termodynamických zákonitostech pro soustavy s probíhajícími ději v zařízeních technologických linek o přístup z hlediska kinetického průběhu dějů. Jsou analyzovány faktory ovlivňující průběh dějů v reaktorech různého typu. Součástí výuky je bilancování technologických uzlů v neustáleném stavu z hlediska akumulace hmoty a tepla.
Cílem druhé části kursu je, aby posluchači získali přehled o nejdůležitějších linkách procesního a zpracovatelského průmyslu. Je demonstrován přístup k navrhování strojně-technologického řešení vzorových technologií. Pozornost je věnována především technologiím uplatňovaným v průmyslu zpracování ropy, petrochemii, cementárenském průmyslu a technologiím sloužícím pro zpracování a energetické využití komunálních a průmyslových odpadů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Ladislav Bébar, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Výsledky učení předmětu

Posluchači získají schopnost aplikovat dříve získané znalosti zákonitostí průběhu dějů v zařízeních technologických linek pro navrhování technologických procesů a kvalifikovaně rozhodovat v případě možností variantních řešení.
Cílem kursu je, aby posluchači získali přehled o nejdůležitějších technologiích procesního průmyslu a osvojili si metodiku tvorby koncepce výrobní linky, jejího bilancování a komplexního posouzení vhodnosti pro daný záměr.

Prerekvizity

Základní znalosti z termomechaniky a termodynamiky, zejména znalost výpočtů tepelných projevů fyzikálních a chemických dějů. Znalosti hydraulických a difuzních pochodů.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Na cvičeních pracují studenti na počítačích a řeší samostatně problémy, které jsou převážně spojeny se semestrální prací.

Způsob a kritéria hodnocení

K zápočtu je předkládána semestrální práce, jejíž téma je zadáno během výukového období. Hlavní úkoly semestrální práce jsou postupně probírány na cvičeních. Zápočet je udělován na základě pravidelné účasti na cvičeních a projevů studenta na cvičeních a úspěšného písemného závěrečného testu prokazujícího získané znalosti z předmětu.
Výsledky semestrálních prací jsou prezentovány studenty formou krátkých připravených prezentací.
Zkouška se skládá z části písemné a z části ústní. V části písemné musí absolvent prokázat schopnost samostatného řešení zadané výpočtové úlohy dotýkající se rozsahu výuky. Při ústní zkoušce student zdůvodní řešení výpočtové úlohy a prokáže znalosti odpřednášené látky. Celkové hodnocení zohledňuje rovněž výsledky několika písemných testů během semestru a úroveň zpracování semestrální práce.


Učební cíle

Cílem kursu je získání přehledu o nejdůležitějších linkách procesního průmyslu a osvojení si metodiky návrhu strojně-technologického řešení výrobní linky, jejího bilancování a komplexního posouzení vhodnosti pro daný záměr. Studenti získají schopnost posuzovat alternativní strojně-technologických řešení modelových případů zpracovatelského průmyslu
Na řadě příkladů a výpočtových řešeních konkrétních průmyslových aplikací demonstrována u těchto linek problematika tvorby a komplexního posouzení jejich koncepce a možností, spolu s hodnocením možností jednotlivých zařízení a jejich vlivu na vlastnosti výrobní linky.


Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Výuka probíhá formou přednášek (2 hodiny) prezentovaných v posluchárně s vhodným prezentačním prostředkem. Doprovodný text v elektronické podobě mají studenti k dispozici. Účast na přednáškách je doporučená. Cvičení (2 hodiny) probíhají v určené učebně a navazují na odpřednášenou látku. Účast na cvičeních je povinná a je kontrolována.

Základní literatura

Felder R., M., Rosseau, R.,W., Elementary Principles of Chemical Processes, third edition, 2005, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken–NJ (USA), ISBN 0-471-68757-X (EN)
Riazi, M.R., Characterization and properties of petroleum fractions. ASTM International, 1st edition, West Conshohocken, PA (USA),.2005, ISBN 407-0-8031-3361-8 (EN)
Santoleri J., J., Reynolds J. and Theodore L., Introduction to Hazardous Waste Incineration“, Second Edition, 2000, John Wiley & Sons, New York, ISBN 0-471-011790-6 (EN)
Shackley, S., Gough, C., Carbon Capture and its Storage, An Integrated Assessment, 2006, Ashgate Publishing Ltd, Aldershot, UK, ISBN:0 7546 4499 5 (EN)

Doporučená literatura

Babinec, F.: Aplikovaná fyzikální chemie,VUT Brno, 1981
Kizlink, J.: Technologie chemických látek I. a II. díl, FCH, VUT Brno, 2001
Perry, J.: Chemical Engineers´ Handbook, Mc Graw Hill, New York, 1997

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-PRI , 1 ročník, letní semestr, povinný
    obor M-PRI , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ladislav Bébar, CSc.

Osnova

1) Principy bilancování technologických uzlů v ustáleném stavu a neustáleném stavu.
2) Termodynamické a kinetické faktory ovlivňující výsledek procesů v reaktorech a zařízení technologických linek.
3) Základní typy reaktorů. Bilanční rovnice vsázkových, trubkových reaktorů a ideálně míchaných průtočných reaktorů.
4) Bilancování neustálených soustav s akumulací hmoty a tepla
5) Základní procesy zpracování zemního plynu reakční podmínky a navrhování zařízení pro parní reformování zemního plynu k výrobě vodíku a syntézních plynů pro získání amoniaku nebo metanolu.
6) Výroba amoniaku a dusíkatých umělých hnojiv. Provozní podmínky a strojně-technologické řešení průmyslových realizací.
7) Základní postupy zpracování ropy. Těžba a produkce ropy, postupy primárního zpracování ropy (destilace, hydrogenační zpracování).
8) Základní postupy sekundárního a hloubkového zpracování ropy (hydrokrakování, katalytické krakování, parciální oxidace, koksování, atd.). Podmínky pro navrhování zařízení pro proces katalytického reformingu benzinu jako přiklad hledání a volby alternativních řešení technologické linky.
9) Fyzikální vlastnosti ropných frakcí, jejich určování na základě destilační analýzy.
10) Základní procesy petrochemického průmyslu, zvláště pyrolýza ropných frakcí k výrobě etylenu a propylenu. Využití produktů pyrolýzy k výrobě plastických hmot.
11) Technologie a zařízení pro termické zpracování komunálních a nebezpečných průmyslových odpadů.
12) Čištění odpadních vod a zpracování kalů z čistíren odpadních vod.
13) Technologie a zařízení v průmyslu výroby cementu a vápna. Keramický průmysl.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vladimír Brummer, Ph.D.

Osnova

1) Bilancování technologických uzlů v ustáleném stavu.
2) Bilancování technologických uzlů v neustáleném stavu s akumulací hmoty a tepla . Příklady výpočtu časové změny koncentrace látek nebo teploty v systémech za neustáleného stavu.
3) Výpočet materiálové a tepelné bilance hlavních aparátů technologické linky parního reformování zemního plynu k výrobě vodíku (blok konverze metanu, primární reformer, reaktor).
4) Výpočet materiálové a tepelné bilance hlavních aparátů technologické linky Výpočet technologické linky parního reformování zemního plynu k výrobě vodíku (blok konverze CO a dělení plynů).
5) Návrh kompresoru a ventilátorů pro dopravu vzduchu a spalin (ve vztahu k analyzovanému procesu parního reformování zemního plynu)
6) Způsoby stanovení hlavních fyzikálních a transportních vlastností uhlovodíků a uhlovodíkových frakcí.
7) Bilance aparátu VENTURI v bloku mokré vypírky v technologii termického zpracování odpadů.
8) Výpočet adiabatického ohřevu a stupně konverze při katalytické oxidaci uhlovodíků
9) Hydraulický výpočet katalytických reaktorů s axiálním a radiálním tokem.
10) Využití kyslíkové bilance pro určování průtoku spalin
11) Demonstrace práce s odběrovou soupravou při emisním měření pro odběr plynů s respektováním izokinetického principu při odběru vzorků.