Prosím počkejte chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFTOPÚPKOO  → Pedagogická činnost → Témata závěrečných prací → Témata diplomových prací
iduzel: 25198
idvazba: 31907
šablona: stranka
čas: 20.9.2017 14:52:48
verze: 3813
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web-test.vscht.cz/redirect/context/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Témata diplomových prací pro rok 2016/2017

Chemie a technologie paliv a prostředí

Studijní program: Technologie pro ochranu životního prostředí

Měření rosného bodu vody v zemním plynu

Tenkrát Daniel, Ing. Ph.D. ( ten...@vscht.cz)
Zvýšená vlhkost zemního plynu může způsobovat řadu technických problémů při dopravě a distribuci. Hlavním nebezpečím vyššího obsahu vody v zemním plynu je možnost její kondenzace vlivem snížené teploty. Při zvýšeném výskytu vody v přepravní nebo distribuční soustavě v kapalném stavu, může docházet ke korozi ocelových plynovodů, erozi sedel regulačních členů, zamrzání sítek regulátorů nebo tvorbě hydrátů v případě vysokotlakých plynovodů. Díky přesnému stanovení vlhkosti přepravovaného nebo distribuovaného zemního plynu je možné předcházet nežádoucím technologickým komplikacím. Cílem práce je sestavit a otestovat experimentální aparaturu pro měření teploty rosného bodu vody v plynech a porovnat vybrané analytické metody (přímé i nepřímé) s referenční metodou Karl-Fischerovi titrace a tuto metodiku následně optimalizovat na základě získaných zkušeností.
Zásady: 1. Vypracujte rešerši měření rosného bodu vody v zemním plynu.
2. Seznamte se s instalací, instalačními požadavky, principy a provozováním analyzátorů vlhkosti, Karl-Fischerovy titrace a generátoru vlhkosti.
3. Sestavte laboratorní aparaturu pro testování analyzátorů vlhkosti s vřazeným generátorem.
4. Porovnejte charakteristiky procesních analyzátorů vlhkosti a referenční metody stanovení vlhkosti pomocí K-F titrace.
5. Optimalizujte a vyhodnoťe v laboratorním měřítku vhodnou metodiku K-F titrace. Zaměřte se na Přímou a nepřímou metodu.
6. Zpracujte výsledky.

Modelování absorpčního sušení zemního plynu pomocí simulačního programu Aspen Hysys

Hlinčík Tomáš, Ing. Ph.D. ( Tom...@vscht.cz)
Při provozování podzemního zásobníku plynu (PZP) se uskladňovaný zemní plyn vtlačí do horninových struktur, přičemž dochází k jeho sycení vodní parou. Ke snížení obsahu této nežádoucí složky se v plynárenské praxi nejčastěji využívá absorpčního sušení pomocí triethylenglykolu (TEG). Při tomto způsobu sušení zemního plynu může docházet ke změně jeho složení částečným převodem methanu a vyšších uhlovodíku do roztoku TEGu. Cílem diplové práce bude sestavit v programu Aspen Hysys model technologie absorpčního sušení zemního plynu podle reálného zařízení. Dále provést simulace procesu sušení zemního plynu nasyceného vodní parou se zaměřením na sledování účinnosti sušení za různých vstupních podmínek a změny jeho složení při průchodu absorpční kolonou.
Zásady: 1. Seznamte se s problematikou sušení zemního plynu pomocí absorpce vodní páry v triethylenglykolu.
2. V programu Aspen HYSYS sestavte model technologie sušení zemního plynu pomocí triethylenglykolu a použitá zařízení dimenzujte dlepodle vzoru reálného provozu daného zařízení.
3. Do modelového výpočtu v programu Aspen HYSYS zahrňte sušicí kolonu i technologii regenerace triethylenglykolu, včetně jeho expanze, komprese a vyvaření vody s implementací spalování brýdových par.
4. Proveďte simulace procesu sušení zemního plynu o definovaném složení (C1-C6, N2, CO2 a s obsahem vody úměrným nasycení za daných stavových podmínek) v rozmezích teplot zemního plynu od 5 do 25 °C (s krokem 5 °C) a v rozmezí tlaků od 1,0 do 9,0 MPa(a) (s krokem 2 MPa). Kromě účinnosti sušení sledujte i změnu složení zemního plynu a rozdíl spalného tepla při průchodu absorpční kolonou.
5. Proveďte totožné simulace procesu s modelovým plynem zemního plynu, který bude navíc obsahovat složky C7 ažC15. Sledujte opět změnu složení a spalného tepla zemního plynu.
6. Při připojení regeneračního zařízení proveďte simulace procesu a sledujte složení uhlovodíků v odcházejících brýdových parách pro zadané složení zemního plynu.
7. Zpracujte výsledky simulací. Proveďte bilanci obsahu vody a uhlovodíků na vstupu do technologie, za absorpcí a v brýdových parách pro zadané rozpětí teplot a tlaků. Bilance vyhodnoťte i pro teploty rosných bodů vody a uhlovodíků.

Modelování proudění plynu v měřicích tratích pomocí CFD

Hlinčík Tomáš, Ing. Ph.D. ( Tom...@vscht.cz)
Umisťování průtokoměrů na předávacích stanicích v měřicích tratí se řídí přesnými pravidly, které definují v jaké vzdálenosti od posledního ohybu potrubí má být umístěn průtokoměr. Tento problém souvisí s ustálením proudění plynu, které je v důsledku ohybu potrubí nerovnoměrné. Dalším problémem je rozdělení proudění plynu měřicími tratěmi v případech, kdy jsou některé z nich odstavené. V tomto případě může docházet k tomu, že jedna řada je podstatně více zatížena objemovým průtokem plynu. Práce bude zaměřena na sledování rozdělení proudění zemního plynu plynovodem, který je součástí měřicích tratí na hraničních předávacích stanicích, popř. pouze na předávacích stanicích. Bude vytvořen model plynovodu, který bude obsahovat jedno/dvě kolena potrubí. Využitím simulačního programu bude sledováno rozdělení proudění plynu tímto úsekem potrubí za provozního tlaku. Dále bude sledováno rovnoměrnost rozdělení měřicími tratěmi připojenými ke kolektoru při provozních stavech, kdy jsou některé tratě odpojeny. Cílem této práce je zanalyzovat rovnoměrnost proudícího plynu před průtokoměrem umístěným v měřicí trati a vliv ohybů potrubí na rozdělení proudícího plynu úsekem potrubí. Dále zanalyzovat vliv uzavření měřicích tratí na rozdělení proudění plynu měřicími tratěmi.
Zásady: 1. Seznamte se s problematikou umístění průtokoměrů v měřicích tratích a s konstrukčními návrhy plynovodů v měřicích tratí.
2. V programu Gambit navrhněte plynovod, který je v provozní praxi součástí měřicí trati, zvolte dostatečně dlouhý rovný úsek plynovodu pro sledování rozdělení proudění plynu přes koleno do rovného úseku potrubí k průtokoměru.
3. Dále v programu Gambit navrhněte model, která bude obsahovat kolektor, ze kterého budou vystupovat čtyři měřicí tratě.
4. V programu Gambit navrněte jednu měřicí trať, která bude mít umistěný průtokoměr podle platných předpisů.
5. V programu Fluent proveďte simulace pro zvolené případy a popište rozdělení proudění plynu.
6. Zpracujte výsledky ze simulací v programu Fluent.

Modelování proudění plynu v plynovodech s umístěnými usměrňovači proudění pomocí CFD

Hlinčík Tomáš, Ing. Ph.D. ( Tom...@vscht.cz)
Na předávacích stanicích přepravní soustavy je objem zemního plynu měřen v měřicích tratích, ve kterých může docházet v důsledku konfigurace potrubí k jeho nerovnoměrnému toku a tím i k nepřesnostem měření jeho prošlého objemu. Pro vyrovnání toku zemního plynu v měřicích řadách se používají usměrňovače toku. Cílem diplomové práce je nasimulovat tok zemního plynu v úseku potrubí před ultrazvukovým a clonovým průtokoměrem s umístěným usměrňovačem proudění za vysokého tlaku. K simulacím bude využit software typu CFD - Fluent. Simulace budou zahrnovat tvorbu geometrie modelovaných objektů, výpočetní sítě, výběr vhodného modelu turbulentního proudění a nastavení vhodných počátečních a okrajových podmínek pro vyřešení diferenciálních rovnic modelu.
Zásady: 1. Seznamte se s problematikou proudění plynu měřicími řadami na předávacích stanicích.
2. Seznamte se s problematikou umisťování usměrňovačů toku do měřicích řad.
3. V programu Gambit vytvořte geometrii a výpočtovou síť měřicí řady, která bude mít umístěný ultazvukový průtokoměr, Dále měřicí řadu, která bude mít umistěný clonové měřidlo.
4. Do vytvořeného modelu měřicí řady vložte usměrňovač toku podle platných předpisů.
5. V programu Fluent proveďte simulace pro zvolené tlakové a rychlostní podmínky a popište rozdělrní proudění plynu měřicími řadami.
6. Zpracujte výsledky ze simulací.

Odstraňování oxidu uhličitého z bioplynu membránovou separací

Vrbová Veronika, Ing. Ph.D. ( Ver...@vscht.cz)
Zušlechťování bioplynu na biomethan spočívá především v odstranění oxidu uhličitého, který je v bioplynu obsažen obvykle v rozmezí koncentrací 35 ‑ 45 % obj. Biomethanem se rozumí přečištěný bioplyn s obsahem methanu vyšším než 95 % obj., který lze dále plnohodnotně využít jako palivo pro pohon motorových vozidel na CNG nebo vtláčet do plynárenské sítě. Je známa celá řada technologií, které jsou využívány pro odstraňování CO2 z bioplynu. V praxi mezi nejčastěji používané technologie patří adsorpce, absorpce, membránová separace a kryogenní separace. Adsorpční a absorpční zařízení jsou obvykle náročná na spotřebu energie a vyžadují relativně rozměrná zařízení. Naopak membránové technologie separace CO2 z bioplynu patří k technologiím s nižší vlastní spotřebou energie v separačním procesu a zařízení používaná k separaci jsou méně rozměrná.
Zásady: 1. Vypracujte literární rešerži na téma: "Membránová separace oxidu uhličitého z bioplynu".
2. Otestujte vybrané membránové moduly s reálným bioplynem.
3. Zjistěte vliv minoritních složek v bioplynu na separaci membránových modulů.
4. Vyhodnoťte získané výsledky a zpracujte do podoby diplomové práce.

Stanovení uhlovodíků v zemním plynu Ramanovou spektroskopií

Hlinčík Tomáš, Ing. Ph.D. ( Tom...@vscht.cz)
Součástí přepravní soustavy zemního plynu jsou hraniční a vnitrostátní předávací stanice. V těchto stanicích je kvalita zemního plynu sledována pomocí procesních plynových chromatografů (PGC), které měří složení prošlého zemního plynu. Tato metoda je založena na nástřiku zemního plynu do procesního plynového chromatografu, ve kterém nejprve probíhá separace jednotlivých složek zemního plynu a následně jejich detekce. Právě tento způsob kvalitativní analýzy zemního plynu neposkytuje okamžité informace o jeho kvalitě. Mezi další nevýhodu této metody patří nutnost připojení nosných plynů, které vyžadují nemalé provozní náklady. V posledních letech se výzkum v oblasti sledování kvality zemního plynu zaměřuje na využití Ramanovy spektroskopie, která patří mezi ekonomičtější analytické metody v porovnáním s PGC a dále je možné pomocí této metody sledovat aktuální složení prošlého zemního plynu předávacími stanicemi. Diplomová práce bude zaměřena na stanovení uhlovodíků v zemním plynu Ramanovou spektroskopií. Dále také na studiu vlivu tlaku a teploty na stanovení těchto složek v zemním plynu.
Zásady: 1. Seznamte se s problemtikou měření plynů Ramanovou spektroskopií.
2. Pomocí Ramanovy spektroskopie změřte vliv tlaku a doby expozice na odezvě methanu v Stokesově oblasti Ramanova spektra.
3. V Ramanově spektru methanu idenfikujte jednotlivé vazby methanu.
4. Proměřte Ramanovo spektrum uhlovodíků, které se běžně vyskytují v zemním plynu a kalibračního plynu používaného při měření zemního plynu plynovou chromatografií. Při měření zvolte vhodné podmínky (tlak a expoziční dobu).
5. Na základě naměřených Ramanových spekter těchto uhlovodíků proměřte reálný vzorek zemního plynu a proveďte identifikaci jednotlivých uhlovodíků.
6. Zpracujte výsledky měření.

Odpadové hospodářství

Studijní program: Technologie pro ochranu životního prostředí

Pyrolýza vybraných složek odpadních materiálů pro jejich energetické a materiálové využití

Skoblia Siarhei, Ing. Ph.D. ( sko...@vscht.cz)
Pyrolýza, neboli termochemická konverze organických materiálů bez přístupu oxidačního media, umožňuje transformaci materiálů na plynné, kapalné a pevné produkty použitelné pro další materiálové a energetické zpracování. Pyrolýza je jedním ze základních procesů uplatňujících se jako první krok při všech termokonverzních postupech (spalování, zplyňování), a tak distribuce vznikajících produktů ovlivňuje kvalitativní a kvantitativní průběh navazujících dějů. Distribuce a vlastnosti produktů vznikajících při pyrolýze značně závisí na podmínkách procesu a vlastnostech použitého materiálu a jakákoliv změna provozních podmínek může značně změnit distribuci a vlastnosti hlavních produktů.
Cílem DP je zjištění chování vybraných vzorků odpadních materiálů za podmínek pomalé pyrolýzy, zjištění distribuce hlavních produktů a jejich vlastností a posouzení kvality uvedených produktů z hlediska jejich následného materiálového a energetického využití.
Zásady: 1. Vypracujte literární rešerši na téma pyrolýzy odpadních organických látek a vlivů podmínek procesu (teploty, rychlosti ohřevu, kontaktní doby) na výtěžky kapalných, plynných a pevných produktů. Připravte přehled dostupných technologických zařízení vhodných pro průmyslovou pyrolýzu vybraných odpadních materiálů a porovnejte jejich provozně-technické charakteristiky.
2. Proveďte stanovení základních fyzikálně-chemických vlastností vybraných odpadních materiálů a predikujte jejich chování při pomalé pyrolýze.
3. Upravte laboratorní pyrolýzní zařízení tak, aby bylo možné provést pyrolýzu vybraných modelových vzorků a stanovit distribuci hlavních produktů procesu.
4. Získané výsledky srovnejte s dostupnými experimentálními a referenčními daty z odborné literatury.
Zhodnoťte teoretické a experimentální znalosti získané v rámci práce a proveďte vyhodnocení možností materiálového a energetického využití pyrolýzních produktů získaných z vybraných odpadních materiálů s jejich přímým spalováním nebo materiálovým využitím.
Aktualizováno: 22.2.2017 09:44, Autor: Lenka Matějová

Vedoucí ústavu:
Doc. Ing. Karel Ciahotný, CSc.
Telefon: 220 444 228
Místnost: A171

Sekretariát:
Mgr. Helena Doležalová
Telefon: 220 444 231
Místnost: A171

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
Copyright VŠCHT Praha 2014
zobrazit plnou verzi