PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Energetické využití biomasy - P216008
Anglický název: Energetic Using of Biomass
Zajišťuje: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší (216)
Platnost: od 2019
Semestr: oba
Body: 0
E-Kredity: 0
Způsob provedení zkoušky:
Rozsah, examinace: 3/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: zimní:neurčen / neurčen (neurčen)
letní:neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: doktorské
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: Skoblia Siarhei Ing. Ph.D.
Pohořelý Michael doc. Ing. Ph.D.
Záměnnost : D216047
Je záměnnost pro: AP216008
Anotace -
Poslední úprava: Pohořelý Michael doc. Ing. Ph.D. (20.09.2018)
Kurz je zaměřen na problematiku termochemické konverze biomasy a materiálů na její bázi a na energetické a materiálové využití vznikajících plynných, pevných a kapalných produktů. Součástí kurzu je prohloubený přehled všech fyzikálně-chemických vlastností biomasy (elementární složení, obsah prchavé hořlaviny, obsah popele a jeho vlastnosti) a jejich dopad na vlastnosti biomasy a možnosti termochemického zpracování a využití pro výroby tepla, elektrické energie, transportních biopaliv druhé generace a dalších chemických látek. Kurz je také zaměřen na analýzu existujících omezení při využití biomasy pro energetické a materiálové účely spojených s dostupností vhodných zdrojů (typ, jejich plošná hustota a dostupnost, tržní cena) a překonáním současných technologických problémů spojených s realizací procesů termochemické konverze biomasy. V kurzu jsou uvedeny jak klasické (spalování, zplyňovaní v pevném a fluidním loži, pomalá střední a nízkoteplotní pyrolýza), tak i nové termochemické postupy (torefakce, rychlá pyrolýza, vícestupňové zplyňování, výroba biocharu, konverze v podmínkách nadkritické vody) využívané pro konverzi energie biomasy. Součástí kurzu je také přehled postupů umožňujících výrobu biopaliv druhé generace z plynných a kapalných produktů termochemické konverze. Značný důraz je kladen na celkovou účinnost výroby elektrické energie a dalších produktů a na opatření pro její zvýšení, dále na analýzu úskalí spojených s praktickou realizací demonstračních a průmyslových zařízení. Součástí kurzu je hodnocení procesů výroby elektrické energie a dalších užitečných produktů z hlediska účinnosti a celkového vlivu na životní prostředí.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pohořelý Michael doc. Ing. Ph.D. (20.09.2018)

Absolventi předmětu DSP budou umět:

samostatně se orientovat v problematice energetického využiti biomasy,

stanovit a zhodnotit základní fyzikálně-chemické vlastnosti různých typů biomasy, a tak určit jejich chování za podmínek termochemické konverze,

orientovat se v různých typech termochemických procesů transformace energie (spalování, rychlá a pomalá pyrolýza, zplyňování) a mít přehled o zařízeních vhodných pro výrobu elektrické energie (turbíny, motory, palivové články),

zhodnotit možnosti použití různých druhů biomasy pro výrobu energie, zvolit nejlépe vyhovující termochemický proces a zařízení pro výrobu elektrické energie a zhodnotit celkovou účinnost systému,

orientovat se v legislativních a ekonomických aspektech využití biomasy pro energetické účely.

Literatura -
Poslední úprava: Pohořelý Michael doc. Ing. Ph.D. (20.09.2018)

Z: Boyle, G.: Renewable Energy. Power for a Sustainable Future. Oxford University Press, 2nd Edition, United Kingdom (2004); ISBN 0-19-926178-4.

Z: Higman, C., Burgt, van der M.: Gasification. Elsevier, USA (2008); ISBN 978-0-7506-8528-3.

Z: Loo, van S., Koppejan, J.: The Handbook of Biomass Combustion & Co-firing. Earthscan, United Kingdom (2008); ISBN 978-1-84407-249-1.

Z: Brown, R. C.: Thermochemical Processing of Biomass. Conversion into Fuels, Chemicals and Power. Wiley, United Kingdom (2011); ISBN 978-0-470-72111-7.

Z: Knoef, H.: Handbook Biomass Gasification. BTG, Netherlands (2005); ISBN 90-810068-1-9.

Z: Basu P.: Biomass gasification and pyrolysis: practical design and theory, Elsevier Inc., 2010 ISBN 978-0-12-374988-8.

Z: Reed, T. B.: Encyclopedia of Biomass Thermal Conversion. The Principles and Technology of Pyrolysis, Gasification & Combustion. The Biomass Energy Foundation, USA (2002); ISBN 1-60322-055-0.

D: Pohořelý M., Jeremiáš M., Kameníková P., Skoblia S., Svoboda K., Punčochář M.: Zplyňování biomasy. Chem. Listy 106 (4), 264-274 (2012).

D: Skoblia S., Tenkrát D., Vosecký M., Pohořelý M., Lisý M., Balaš M., Prokeš O.: Využití biomasy jako obnovitelného zdroje energie. Chem. Listy100(S), s20-s24, (2006).

D: Zámostný P., Kurc L.: Vliv podmínek a složení suroviny na pyrolýzu dřevní hmoty. Chem. Listy 105(6), 458-466 (2011).

Studijní opory -
Poslední úprava: Pohořelý Michael doc. Ing. Ph.D. (20.09.2018)

přednášky uvedené na stránkách předmětu

odborná a speciální literatura

http://www.cpga.cz/propagace/

http://www.drtlud.com/resources/

https://woodgas.com/resources/

Sylabus -
Poslední úprava: Pohořelý Michael doc. Ing. Ph.D. (20.09.2018)

1. Nejstarší zdroj energie a jeho současná renesance. Potenciál zdrojů biomasy, jejich dostupnost a možnosti využití pro výrobu energie.

2. Fyzikálně-chemické vlastnosti biomasy a jejich dopad na termochemickou konverzi a výrobu energie.

3. Základní úpravy vlastností surové biomasy (vlhkost, sypná hmotnost, hustota energie) nezbytné pro další efektivní využití (sušení, peletování, briketování, torefakce).

4. Termochemická konverze: definice, základní podmínky, způsoby realizace a možnosti využití pro efektivní výrobu energie a dalších produktů.

5. Technologické postupy výroby elektrické energie z biomasy a produktů termochemické konverze. Vliv termochemické konverze na celkovou účinnost procesu.

6. Termochemická konverze biomasy bez přístupu vzduchu (pyrolýza). Vliv podmínek procesu (teplota, rychlost ohřevu, tlak) na distribuci produktů a jejich složení. Aplikace procesu pyrolýzy pro výrobu plynných, pevných a kapalných produktů a jejich využití ve výrobě energie.

7. Termochemická konverze biomasy v oxidační atmosféře s přebytkem vzduchu (spalování). Přehled vhodných spalovacích zařízení, provozních podmínek a požadavků na kvalitu paliva.

8. Termochemická konverze biomasy za podmínek parciální oxidace (zplyňování) a možnosti využití pro výrobu energie.

9. Termochemická konverze biomasy v nadkritické vodě (hydrotermální zplyňování) a její využití pro výrobu energie, vodíku a methanu.

10. Čištění a úprava produktů termochemické konverze biomasy pro jejich další efektivní energetické využití.

11. Výroba biocharu, jeho klasifikace a možnosti využití ve výrobě energie, pro zlepšování půdních vlastností a k celoplošné sekvestraci CO2.

12. Možnosti výroby kapalných a plynných paliv druhé generace a chemických komodit z produktů termochemické konverze biomasy.

13. Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla z biomasy pomocí termochemické konverze.

14. Demonstrační a komerční zplyňovací a pyrolýzní zařízení ve světě a v ČR.

Vstupní požadavky -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.05.2018)

Nejsou

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.05.2018)

Nejsou

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Pohořelý Michael doc. Ing. Ph.D. (20.09.2018)

Vypracovaní písemné rešerše na předem dohodnuté téma.

Úspěšné absolvování ústní části zkoušky.

Hodnocení studenta
Forma Váha
Ústní zkouška 100

 
VŠCHT Praha