Prosím počkejte chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFTOPÚPKOO  → Pedagogická činnost → Témata závěrečných prací → Témata disertačních prací
iduzel: 25199
idvazba: 31908
šablona: stranka
čas: 19.11.2017 02:13:57
verze: 3887
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web-test.vscht.cz/redirect/context/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Témata disertačních prací pro rok 2017/2018

Chemické a energetické zpracování paliv

Studijní program: Chemie a technologie paliv a prostředí (čtyřleté)

Aplikace odpadních surovin pro sorpci oxidu uhličitého

Ciahotný Karel, doc. Ing. CSc. ( cia...@vscht.cz)
Staf Marek, Ing. Ph.D. ( Mar...@vscht.cz)
Spolu s ratifikací Pařížské dohody v rámci UNFCCC vyvstává zásadní problém technického rázu. Tímto problémem je nalezení efektivního postupu, který v průmyslovém měřítku zajistí separaci oxidu uhličitého ze spalin vznikajících z využívání fosilních paliv.
S ohledem na předpokládaný vývoj energetického mixu v příštích několika dekádách nelze předpokládat úplné vyloučení fosilních paliv. Je proto třeba urychleně vyvinout takový postup z okruhu metod CCS (carbon capture and storage), který umožní reverzibilní sorpci CO2 s dostatečnou účinností a především s minimálními investičními a provozními náklady.
V uplynulém období byly úspěšně testovány pro tento účel materiály na bázi uhličitanu, resp. oxidu vápenatého. Chemicky čisté suroviny vykazovaly dobré sorpční vlastnosti, avšak nesplňovaly druhou z uvedených podmínek, a sice nízké provozní náklady. Z tohoto důvodu se pozornost koncentrovala na materiály odpadní. Jedním ze slibných materiálů jsou popílky z fluidních kotlů, jež díky rozšířené suché metodě odsiřování spalin obsahují zbytkové koncentrace nezreagovaného CaCO3 a další složky umožňující využít tyto materiály k sorpci oxidu uhličitého.
V rámci dizertační práce by měly být determinovány parametry, které musí odpadní materiál splňovat, aby byl efektivně využitelný pro efektivní záchyt CO2, a taktéž procesní podmínky, při nichž bude sorpce probíhat s nejvyšší účinností.
Dílčím úkolem je pak prozkoumání možností fyzikálně-chemické úpravy odpadního materiálu tak, aby se účinnost separačního procesu maximalizovala.

Materiály pro vysokoteplotní plynové systémy

Ciahotný Karel, doc. Ing. CSc. ( cia...@vscht.cz)
Berka Jan, Ing. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Kvůli ubývání zásob fosilních paliv je nutno hledat nové zdroje energie a dosahovat vyšší účinnosti při konverzi tepelné energie na elektrickou energii. Jednou z cest, jak nahradit část zdrojů produkujících energii spalováním fosilních paliv, je výroba tepelné a elektrické energie v jaderných štěpných reaktorech IV. generace. Je navrženo několik typů těchto zařízení lišících se druhem a fyzikálními vlastnostmi primárního chladiva, neutronovými toky v aktivní zóně, maximálním tepelným (a elektrickým) výkonem, atd. Jednen z možných typů primárního chladiva pro reaktory IV. generace je plynné helium o vysoké teplotě (až 1000°C i více) a tlacích (až 16 MPa). Toto chladivo je využíváno ve vysokoteplotních plynem chlazených reaktorech (High Temperature Reactors - HTR) a rychlých plynem chlazených reaktorech (Gas Cooled Fast Reactors - GFR). S reaktory typu HTR se v budoucnu počítá jako s náhradou menších a středních zdrojů elektrické energie (cca do 600 MW tepelných) spalujících fosilní paliva. Hélium o vyské teplotě lze navíc využít přímo v technologických procesech, např. k přímé výrobě vodíku, výrobě vodního plynu z uhlí, aj. Reaktory typu GFR by navíc měli sloužit pro výrobu jaderného paliva pro ostatní typy reaktorů. Na druhou stranu prostředí helia za vysokých teplot a tlaků za současného působení radioaktivního záření klade značné nároky na odolnost konstrukčních materiálů. Tyto materiály lze v zásadě rozdělit na kovové (zejména různé typy ocelí) a nekovové (nukleární grafit, který slouží jako moderátor jaderné reakce a kompozitní materiály). U všech materiálů, které by měly být použity jako konstrukční materiály heliem chlazených jaderných reaktorů, je třeba popsat jejich chování a změny vlastností během expozice v prostředí helia za vysokých teplot a tlaků. Z testů, kterým by měly být materiály podrobeny, lze jmanovat např. testování vzorků kovových materiálů a grafitu za vysokých teplot a konstantního napětí při i bez vlivu radiace (creep), testování kovových materiálů při dynamickém namáhání (fatigue), vliv nečistot obsažených v heliu na změnu vlastností materiálů, oxidace grafitu v heliu obsahujícím nečistoty, vliv radioaktivity na změnu rozměrů, struktury a fyzikálních vlastností grafitu při vysokých teplotách, aj.

Minoritní složky zemního plynu a jejich vliv na termodynamické vlastnosti

Ciahotný Karel, doc. Ing. CSc. ( cia...@vscht.cz)
Tenkrát Daniel, Ing. Ph.D. ( ten...@vscht.cz)
Zemní plyn tvoří důležitou složku v evropském energetickém mixu. Jeho postavení do budoucna je podporováno jak výstavbou nových tranzitních koridorů, výstavbou LNG terminálů, podporou vtláčení biomethanu a v neposlední řadě pak masivně podporovaným výzkumem v oblasti technologií power-to-gas. Cílem disertační práce by mělo být zhodnocení vlivu minoritních složek zemních plynů, které v současnosti stojí na okraji zájmu normativních předpisů a analytických postupů, na transportní a fyzikálně-chemické vlastnosti zemního plynu. Jedná se zejména o příměsi vodíku, hélia, kyslíku, ale také o příměry vyšších uhlovodíků a kolísající obsahy vody.

Modelování proudění zemního plynu v plynovodech pomocí CFD

Ciahotný Karel, doc. Ing. CSc. ( cia...@vscht.cz)
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. Disertační práce bude zaměřena na simulaci proudění plynu plynovody s umistěnými průtokoměry, které se používají v měřicích řadách. Dále na studium vlivu plynovodního kondenzátu na proudění plynu plynovody.

Netěsnost spojů a regenerace helia

Ciahotný Karel, doc. Ing. CSc. ( cia...@vscht.cz)
Berka Jan, Ing. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Optimalizace a minimalizace netěsnosti spojů, získání znalostí o únicích helia a průnicích okolního vzduchu přes spoje v heliových systémech, ověření a další optimalizace procesu regenerace uniklého helia s využitím membránové separace s možným využitím dalších metod.

Odstraňování CO2 ze spalin nízkoteplotní adsorpcí

Ciahotný Karel, doc. Ing. CSc. ( cia...@vscht.cz)
Vrbová Veronika, Ing. Ph.D. ( Ver...@vscht.cz)
V rámci řešení práce budou vyvíjeny speciální adsorpční materiály modifikované sloučeninami s vysokou afinitou k CO2 (např. org. amíny). Připravené adsorbenty budou testovány nejdříve v laboratorním měřítku pro záchyt CO2 z modelových směsí plynů a budou vyzkoušeny různé metody regenerace saturovaných adsorbentů. Adsorbenty s nejvyšší sorpční kapacitou v opakovaných sorpčních cyklech budou následně testovány pro záchyt CO2 v pilotním měřítku s použitím reálných spalin produkovaných při spalování uhlí.

Stanovení složení zemního plynu Ramanovou spektroskopií

Skácel František, doc. Ing. CSc. ( ska...@vscht.cz)
Hlinčík Tomáš, Ing. Ph.D. ( Tom...@vscht.cz)
Zemní plyn obsahuje uhlovodíkové i neuhlovodíkové složky, které se běžně dají stanovit pomocí plynové chromatografie. Využití Ramanovi spektroskopie pro analýzu látek obsažených v zemním plynu zatím nebylo ve větší míře studováno a využití této spektrální metody má do budoucna velký potenciál v porovnání s chromatografickými metodami. Cílem práce bude studium kvalitativní i kvantitativní analýzy složek zemního plynu pomocí Ramanovy spektroskopie.

Studium odsiřovacího procesu

Ciahotný Karel, doc. Ing. CSc. ( cia...@vscht.cz)
Machač Pavel, Ing. CSc. ( mac...@vscht.cz)
Práce je zaměřena na experimentální ověření vlivu aditiv na bázi organických, popř. jiných aditiv na sorpci SO2 z modelových spalin do vápencové suspenze. Výběr vzorků vápenců a výběr fyzikálních podmínek procesu je takový, aby bylo možné se přiblížit podmínkám průmyslového procesu, respektive podmínkám panujícím v českých elektrárenských blocích vybavených technologií mokrého vápencového odsíření.
Aktualizováno: 22.2.2017 09:45, 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