Energetická transformace odpadu na plynná a kapalná paliva.

Roman Smelik

Disertační práce

Energy Transformation of Waste on Gaseous and Liquid Fuels.

Anotace:

Bezpečnost a provozní spolehlivost jsou fundamentální podmínky pro tržní uplatnění technologií na chemickou recyklaci odpadů a produkci paliv. Dosavadní poloprovozní jednotky, které lze provozovat pouze v řádu desítek hodin, a to pod dohledem vědeckých týmů, nelze považovat za technologie připravené k tržnímu nasazení. Dalším limitujícím faktorem pro tržní nasazení jednotek pracujících na principu termochemické konverze je jejich výstup, který je dle současné legislativy odpadem. Pro tržní uplatnění je potřeba provést transformaci výstupu na produkt za využití fyzikálně–chemických úpravárenských metod. Přestože existuje více technických řešení na aplikaci procesu termochemické konverze (pyrolýzy), jejich vady a nedostatky jsou takřka identické. Dochází k tzv. zarůstání potrubí a postupnému ucpávání kondenzačních výměníků. Mechanické čištění za pomoci páry či organických rozpouštědel vyžaduje odstavení zařízení z provozu. Pro pracovníky údržby se jedná o fyzicky náročnou práci v obličejových maskách, dlouhých gumových rukavicích a ochranných pláštích. Cílem disertační práce je definovat mechanismus zanášení a nalézt technické řešení, které by umožňovalo kontinuální provoz pyrolýzní jednotky bez nutnosti častých odstávek a manuální práce ve ztížených podmínkách. Dalším cílem disertační práce je detailní rozbor kapalného derivátu, určení tržně uplatnitelných složek v něm obsažených a technický návrh zařízení pro jejich rektifikaci. Okrajově se bude disertační práce zabývat i přítomnosti pyrogenetické vody a procesními postupy pro její odstranění.

Abstract:

Safety and operational reliability are fundamental conditions for the market application of chemical waste recycling and fuel production technologies. Existing semi-operational units, which can only be operated for tens of hours under the supervision of scientific teams, cannot be considered ready for market deployment. Another limiting factor for market deployment of units operating on the principle of thermochemical conversion is their output, which is waste according to current legislation. For market application, it is necessary to transform the output into a product using physical and chemical treatment methods. Although there are several technical solutions for the application of the thermochemical conversion process (pyrolysis), their defects and shortcomings are almost identical. The so-called overgrowth of pipes and the gradual blockage of condensate exchangers occur. Mechanical cleaning with steam or organic solvents requires the plant to be taken out of operation. This is physically demanding work for maintenance workers wearing face masks, long rubber gloves and protective gowns. The aim of the dissertation is to define the fouling mechanism and to find a technical solution that would allow continuous operation of the pyrolysis unit without the need for frequent shutdowns and manual work in difficult conditions. Another objective of the dissertation is a detailed analysis of the liquid derivative, determination of the marketable components contained in it and technical design of the equipment for their rectification. Marginally, the dissertation will also deal with the presence of pyrogenetic water and process procedures for its removal.

Klíčová slova

pyrolýzní plyn, sublimace arénu, koksárenství, potrubí v koksovnách, koksárenské potrubní usazeniny, paliva pro vznětové motory, alternativní paliva, uhlíkaté, energetické využití odpadů, chemická recyklace

Keywords

pyrolysis gas, sublimation of arenes, coking, coke oven pipelines, ceke oven pipeline deposits, diesel fuels, alternative fuels, carbonaceous, energy recovery of waste, chemical recycling

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2. 2. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Vladimír Lapčík
• Oponent: Radmila Kučerová, Jakub Raček, Jaroslav Briančin

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Inženýrská ekologie / Ochrana životního prostředí v průmyslu