Environmentální technologie (FSI-IET)

Akademický rok 2022/2023
Garant: Ing. Martin Lisý, Ph.D.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit posluchače s hlavními škodlivinami vznikajícími ve spalovacích procesech při spalování fosilních i obnovitelných paliv, mechanismy šíření škodlivin v ovzduší a především metodami eliminace škodlivin tak, aby měly co nejmenší dopad na životní prostředí.
Výstupy studia a kompetence:
Znalosti získané v kurzu umožní posluchači orientaci při návrhu technologických zařízení k omezení negativních vlivů spalování na životní prostředí, kvalifikované řízení provozu malých i velkých průmyslových energetických celků.
Prerekvizity:
Znalosti z termomechaniky , energetických kotlů, spalování paliv a základní znalosti z fyziky atmosféry.
Obsah předmětu (anotace):
Kurs je zaměřen na vlivy energetických přeměn na životní prostředí, především na ovzduší. Posluchači jsou seznámeni se škodlivinami uvolněnými či vznikajícími při spalovacích procesech, skleníkovými plyny a změnami klimatu, mechanismy šíření škodlivin v atmosféře a jejich vliv na ŽP. Kurs zahrnuje dále základní informace z technologie odprašování, odsířování spalin a snižování obsahu oxidů dusíku ve spalinách (primární a sekundární opatření). Závěr je věnován problematice využití a likvidace produktů/zbytků očistných technologií (odpadní voda, energosádra, popílek).
Metody vyučování:
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.
Způsob a kritéria hodnocení:
Aktivní účast na cvičení, zpracování elaborátů dle zadání (2 za semestr). Účast na exkurzi spalovny odpadů Zkouška je písemná a ústní.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičeních kontroluje vedoucí cvičení. Cvičení jsou povinná. Omluvenou neúčast student nahradí po dohodě s vedoucím cvičení. Přednášky jsou nepovinné.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Složky životního prostředí, ovzduší, složení zemské atmosféry, fyzikální vlastnosti.
2. Vybrané kapitoly chemického inženýrství – kondenzace, absorpce, adsorpce, sedimentace.
3. Zákon na ochranu čistoty ovzduší, emisní limity, průmyslové emise tuhé, plynné, přehled emisí energetiky.
4. Vznik a vlastnosti emisí: CO, CO2, skleníkový efekt, NOx, SOx, HCl, HF, sekundární znečištění, O3 v přízemních vrstvách ovzduší, narušení ozonové vrstvy.
5. Vznik a vlastnosti emisí: PCDD, PCDF, PAH, sazí, tuhých částic, manipulace a skladování škváry a popílku
6. Šíření škodlivin v ovzduší, turbulence ovzduší, stabilita ovzduší, inverze, výpočtové modely znečištění ovzduší.
7. Eliminace TZL: mechanické odlučovače, usazování částic v tíhovém poli, cyklony, konstrukce, provoz,
8. Eliminace TZL: Filtrace, textilní filtry, hadicové, kapsové, Elektrostatické odlučovače (EO), princip, V-A charakteristika, zpětná korona, konstrukce, provoz.
9. Eliminace SOx: Odsířování spalin, chemické reakce, vápno-vápencové metody.
10. Eliminace NOx: primární opatření, vypírka spalin, katalytické metody snižování NOx.
11. Eliminace organických látek a těžkých kovů,
12. Přehled technologií čištění spalin a odpadních plynů z vybraných energetických a průmyslových provozů
13. Využití a likvidace zbytků po očistných technologiích – odpadní vody, energosádra, End produkt, stabilizát
    Cvičení 1. Opakování základů termomechaniky.
2. Základní výpočty absorpce, adsorpce, kondenzace, odpařování
3. Bilanční výpočty, přepočty koncentrací, určení koncentrace znečištění v ovzduší
4. Výpočty šíření škodlivin v ovzduší.
5. Stechiometrie + emise SO2, CO2 pro různé druhy paliva.
6. Určení emise CO2 při odsiřování.
7. Bilance popílku a škváry. Usazování, čištění transportní vody.
8. Návrh cyklónového odlučovače.
9. Výpočet odlučivosti elektrostatického odlučovače.
10. Vypírka spalin – bilanční výpočty.
11. Návrh technologie polosuché odsiřovací metody – bilanční výpočty.
12. Exkurze do spalovny odpadů.
13. Kontrola plnění podmínek k zápočtu a udělení zápočtu.
Literatura - základní:
1. SKÁLA, Zdeněk. Ekologie v energetice. Brno: PC-DIR, 1994. ISBN 80-214-0477-9
2. VEJVODA, Josef, Pavel MACHAČ a Petr BURYAN. Technologie ochrany ovzduší a čištění odpadních plynů. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2003. ISBN 80-708-0517-X.
3. HEMERKA, Jiří, Pavel VYBÍRAL. Ochrana ovzduší. Praha: ČVUT v Praze, 2010. ISBN 978-80-01-04646-3
Literatura - doporučená:
1. Kiely G., Environmental Engineering, McGraw-Hill, 1998, Boston ,ISBN 0-07-709127-2
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 5 Povinně volitelný 1 1 L
N-ETI-P prezenční studium TEP Technika prostředí -- zá,zk 5 Povinně volitelný 2 1 L
N-ETI-P prezenční studium ENI Energetické inženýrství -- zá,zk 5 Povinně volitelný 2 1 L
N-ETI-P prezenční studium FLI Fluidní inženýrství -- zá,zk 5 Povinně volitelný 2 1 L