Energie a emise (FSI-9EAE-A)

Akademický rok 2019/2020

Garant:	prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c.
Garantující pracoviště:	ÚPI	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	angličtina
Cíle předmětu:
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.
Výstupy studia a kompetence:
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
Obsah předmětu (anotace):
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.
Metody vyučování:
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.
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.
Typ (způsob) výuky:
Přednáška	10 × 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,lok. a globální emise. 8. Nový návrh a rekonstrukce za účelem redukce spotř. 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. Energetické využití odpadů jako proces. 13. Simulační výpočty (bilanční výpočty uzlů spalovny, spalování).

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).