Detail předmětu

Energie a emise

FSI-9EAEAk. rok: 2022/2023

Předmět je orientován na úspory energie a redukci emisí v procesním průmyslu. Zaměření předmětu odráží skutečnost: "Vytvoříme-li emise,nelze je zničit." Tímto faktem je dán hlavní cíl - minimalizovat spotřebu energie a tím i tvorbu emisí (CO2, NOx, SOx,...) v procesním průmyslu. Doktorand se seznámí s problematikou škodlivých emisí obecně a se způsoby redukce emisí v souvislosti s ochranou životního prostředí a příslušnou legislativou. Část předmětu je věnována realizaci úspor energie a snížení emisí prostřednictvím integrace procesů (Process Integration) založené na metodice "Pinch Technology" včetně ekonomických a ekologických aspektů. Posluchači zde využijí znalosti z předmětu "Tepelné pochody", dále získají znalosti z oblasti využití externích energetických zdrojů a kogenerace v procesním průmyslu (včetně zajímavostí ukazujících přímou souvislost termodynamiky a ekonomiky). V předmětu je využito "know-how" špičkových odborníků z praxe.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Výsledky učení předmětu

Doktorandi se naučí aplikovat teoretické znalosti na konkrétní průmyslové případy a pracovat s odbornou literaturou. Seznámí se s nejnovějšími metodami řešení v daném oboru a významem a nezbytností spolupráce a týmové práce. Budou řešit praktické problémy přenosu tepla z různých oblastí procesního průmyslu pomocí dostupných profesionálních nebo vlastních programových výpočtových systémů.

Prerekvizity

Tepelné pochody

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.

Způsob a kritéria hodnocení

Předmět je zakončen zkouškou. Podmínkou vykonání zkoušky je odevzdání zadané písemné práce minimálně 2 týdny předem. Zkouška je ústní, hodnocení písemné práce má 50% podíl na výsledném hodnocení.

Učební cíle

Posluchači se naučí aplikovat teoretické znalosti na konkrétní praktické případy. Naučí se pracovat s odbornou literaturou. Seznámí se s nejnovějšími metodami v daném oboru a se způsoby, jak je aplikovat. Uvědomí si nutnost součinnosti resp. týmové práce. Vyzkouší si řešení praktických problémů z různých oblastí daného oboru.

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

Účast na přednáškách je doporučená.
Kontrola znalostí zkouškou spojenou s obhajobou vypracované písemné práce. Zameškaná výuka se nahrazuje distanční formou studia s využitím výukových podkladů (studijní literatury) specifikované vyučujícím.

Základní literatura

Ganapathy, V.: Industrial boilers and heat recovery steam generators: design, applications, and calculations, CRC Press (2002) (EN)
Heinz, B., Singh, M.: Steam Turbines–Design, Applications and Rerating. McGraw-Hill, New York (2009) (EN)
Rogoff, M.J., Screve, F.: Waste-to-energy: technologies and project implementation. Academic Press (2019) (EN)
Sjaak, V., Koppejan, J.: Handbook of Biomass Combustion and Co-firing, ISBN 9036517737. Twente University Press, Enschede, The Netherlands (2002) (EN)

Doporučená literatura

Branchini, L.: Waste-to-energy: advanced cycles and new design concepts for efficient power plants. Springer (2015) (EN)
Brown, T.: Engineering economics and economic design for process engineers. CRC Press (2016) (EN)
Klemeš, J. J. (ed.). Handbook of Process Integration (PI). Woodhead Publishing. 2013. (EN)
Smith, R.: Chemical process: design and integration. John Wiley & Sons (2005) (EN)
Wu, C.: Thermodynamic cycles: computer-aided design and optimization. CRC Press (2003) (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-ENE-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-ENE-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c.

Osnova

1. Úvod: spotřeba energie,škodlivé emise a odpady.
2. Externí energetické zdroje - přehled
3. Pára a parní kotle
4. Parní turbíny
5. Spalovací turbíny a kotel na odpadní teplo
6. Využít tepla ve spalovnách odpadů
7. Teplárenství a jeho nová role
8. Integrace procesů: Termodynamická analýza
9. Integrace procesů: Využití tepla
10. Integrace procesů: Výběr externích energetických zdrojů a integrace tepelných strojů
11. Integrace procesů: Nový návrh, optimalizace a rekonstrukce za účelem redukce spotř. energie a emisí.
12. Primární opatření pro redukci škodlivých emisí.
13. Sekundární opatření pro redukci škodlivých emisí.