Energie a emise (FSI-KEE)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c.  
Garantující pracoviště: ÚPI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Účel předmětu "Energie & emise" a s tím spojené cíle jsou následující:
- Aplikovat znalosti z teoret. předmětů (zejména z "Tepelných pochodů").
- Ukázat, že zajištění priorit procesu není možné bez odborných znalostí.
- Seznámit s nejnovějšími metodami v dané oblasti využívanými ve světě.
- Naučit studenty orientovat se v odb. literatuře, především zahraniční.
- Seznámit je s řešením případů z průmyslové praxe.
Výstupy studia a kompetence:
Posluchači se naučí aplikovat teoretické znalosti na konkrétní praktické
případy. Naučí se pracovat s odbornou literaturou. Seznámí se s nejnověj-
šími 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 pomocí profesionálních či vlast-
ních softwarových systémů.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Předmět je orientován na úspory energie a redukci emisí v procesním průmy-
slu. Zaměření předmětu odráží skutečnost:"Vytvoříme-li emise,nelze je zni-
čit." Tímto faktem je dán hlavní cíl-minimalizovat spotřebu energie a tím
i tvorbu emisí (CO2, NOx, SOx,...) v procesním průmyslu. Posluchač se sez-
námí 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 prostřednic-
tvím integrace procesů (Process Integration) založené na metodice "Pinch
Technology" včetně ekonomických a ekologických aspektů. Posluchači zde vy-
užijí znalosti z předmětu "Tepelné pochody", dále získají znalosti z obla-
sti využití externích energetických zdrojů a kogenerace v procesním průmy-
slu (včetně zajímavostí ukazujících přímou souvislost termodynamiky a eko-
nomiky). V předmětu je využito "know-how" špičkových odborníků z praxe.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:
Aktivní účast ve cvičeních a zpracování semestrální práce.
Zkouška:
Porozumění problematice je ověřováno písemnými testy (výborně - 29 až 34
bodů, velmi dobře - 23 až 28 bodů, dobře - 17 až 22 bodů, nevyhověl - méně
než 17 bodů). Studenti, kteří absolvují testy s hodnocením alespoň "dobře"
pokračují ústní zkouškou. Zde rovněž obhajují výsledky semestrální práce,
která je součástí hodnocení.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  14 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod: spotřeba energie, škodlivé emise a odpady v procesním průmyslu.
2. Možnosti redukce spotřeby energie, teplosměnné sítě, ext.energ.zdroje.
3. Integrace procesů a metody její realizace. Metodika 'Pinch Analysis'.
4. Termodynamická analýza, kompozitní křivky, PINCH.
5. Analýza energetických a investičních nákladů, 'targeting'.
6. Návrh teplosměnné sítě pro redukci spotřeby energie a celk. nákladů.
7. Externí energ. zdroje,integrace tepel. strojů,lokální a globální emise.
8. Nový návrh a rekonstrukce za účelem redukce spotřeby energie a emisí.
9. Energetické manažerství a trvale udržitelný rozvoj.
10. Kogenerace a její využití v procesním průmyslu (principy, význam).
11. Znečišťování ovzduší: škodlivé emise,určování koncentrací,legislativa.
12. Termické zneškodňování odpadů jako proces.
13. Simulační výpočty (bilanční výpočty uzlů spalovny, spalování).
14. Emice NOx. Závěr: rekapitulace, aplikace, případová studie.
    Cvičení odborného základu 1. až 14. Jednoduché příklady vztahující se k přednášené látce.
2. Zadání semestrální práce a vysvětlení postupu zpracování.
3. až 14. a)Zpracování semestrální práce.
b)Využití softwarových systémů.
Literatura - základní:
1. Linnhoff B. et al.: User Guide on Process Integration for the Efficient Use of Energy, IChemE, Rugby, U.K. (1982), latest updated reprint (1994).
2. Smith R.: Chemical Process Design, McGraw-Hill (1995).
3. Hewitt G. F.-Shires G. L.-Bott T. R. : Process Heat Transfer, CRC Press (1998).
Literatura - doporučená:
1. Stehlík P.: Integrace procesů a její význam pro redukci spotřeby energie a emisí, nakl. PI, ed. MAPRINT (1995).
2. Groda B.-Oral J.: Technika zpracování odpadů, MZLU Brno (1995).
3. Skála Z.: Ekologie v energetice, PC-DIR Brno (1994).
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Konstrukční a procesní inženýrství -- zá,zk 4 Povinný 2 1 L