Studentská vědecká konference

V posledních letech způsobuje narůstající výroba elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie (OZE) problémy při řízení elektrické přenosové soustavy z důvodu jejich nestabilní výroby. Tento problém lze řešit akumulací přebytečné elektrické energie ve formě syntetického zemního plynu (SNG). Výroba syntetického zemního plynu je založena na katalytické methanizaci oxidu uhličitého a vodíku. Při této reakci vzniká methan a voda, kterou lze běžnými technologiemi sušení odstranit. Takto vyrobený SNG lze následně vtláčet do přepravní nebo distribuční soustavy, nebo do podzemních zásobníků. Práce byla zaměřena na sledování katalytické aktivity připravených niklových katalyzátorů při nízkých tlacích. Připravené katalyzátory byly testovány v trubkovém průtočném reaktoru umístěném v experimentální aparatuře při přetlaku 0,5 MPa. U připravených katalyzátorů byl sledován zejména vliv měrného povrchu a distribuce pórů katalyzátoru v závislosti na naneseném množství niklu na průběh katalytické methanizace. Dále byl sledován exotermní nárůst teploty po náběhu reakce,  konverze vodíku a objemový zlomek produktů.  

Okruh se superkritickým oxidem uhličitým (sCO₂) je technologie, která nabízí relativně vysokou účinnost, kompaktnost jednotek a tím pádem široké využití v různých odvětvích energetiky. Termodynamické vlastnosti cyklu byly již předmětem dříve zpracovaných studií, avšak problematika analytické kontroly čistoty a čištění sCO₂ média zatím nebyla prozkoumána. Do okruhu se může dostávat široké spektrum znečišťujících látek, které mají předpoklad různě negativně ovlivňovat fungování jednotky. Cílem projektu ČiČiMe, který je řešen ve spolupráci CVŘ a VŠCHT, je návrh analytického systému monitorování čistoty a návrh technologie čištění pro sCO₂ okruhy. K aplikaci navržených řešení by mělo dojít na experimentální smyčce SUSEN v CVŘ. Pro kontrolu čistoty plynného média je v úvaze využití spřažených technik GC-MS a GC-HID.

Z důvodu stále se zvyšující produkce odpadů se hledají nové způsoby, jak efektivně využít jejich velké množství pro energetické účely. Příspěvek tedy pojednává o sběru informací týkající se volby vhodných odpadů pocházející z oblasti zdravotnictví, včetně popsání jejich množství a také shrnutí legislativních poznatků z oblasti odpadů i emisí. Budou popsány jednotlivé technologie zpracování odpadu ze zdravotnictví, a to jak v dnešní době prováděné ve velkém měřítku, tak technologie ve vývoji. Z vybraného typu zdravotnického odpadu, a to z použitých inkontinenčních pomůcek, bylo vyrobeno “alternativní palivo”. Nakonec budou shrnuty výsledky komplexní analýzy tohoto “alternativního paliva” vyrobeného z odpadu ze zdravotnictví.

Práce se zabývá stanovením obsahu skleníkových plynů sorbovaných v porézní struktuře hnědého uhlí těženého v ČR. Tyto údaje jsou důležité pro odhad fugitivních emisí skleníkových plynů, které vznikají při těžbě, úpravě a mechanickém zpracování uhlí před jeho použitím k výrobě energie či jiným účelům. U vzorků hnědého uhlí těženého v různých lokalitách v ČR byly stanoveny obsahy desorbovatelných látek při zahřívání vzorků na vyšší teploty (až 200 °C). Měření byla prováděna na termováhách spojených s FTIR analyzátorem plynů uvolněných při zahřívání, který sledoval koncentrace CO₂, methanu a vodní páry v plynu odcházejícím z prostoru termováh během zahřívání každého vzorku. Další testy byly zaměřeny na proměření strukturních vlastností testovaných vzorků uhlí, jako jsou specifická plocha povrchu a porozita, respektive distribuce velikostí pórů a jejich objem. Byla provedena také měření elementárního složení testovaných vzorků uhlí a stanovení obsahu vody v jednotlivých vzorcích Karl-Fischerovou metodou. Na základě získaných výsledků pak byla odhadnuta množství CO₂ a methanu sorbovaná v jednotlivých vzorcích uhlí. Tyto údaje poslouží k odhadu fugitivních emisí daných látek pro případy, kdy dojde k jejich úplnému uvolnění z porézní struktury uhlí (např. při jeho sušení).

Tato práce je zaměřena na snižování emisí Hg ve spalinách a reaguje na direktivu 2010/75/EU o snižování množství polutantů ve spalinách do roku 2021. Rovněž se zabývá přepracováním elektrárenských popílků, tedy VEP (Vedlejšími Energetickými Produkty), pro možnost použití tohoto materiálu k eliminaci Hg. V práci byly otestovány různé druhy sorpčních materiálů, například přírodní a syntetické zeolity, elektrárenské popílky a jiné. Některé z těchto vzorků prošly impregnací pomocí ZnCl₂, FeCl₃, Cu(NO₃)₂ a dalšími impregnačními činidly. Byly sledovány jejich sorpční vlastnosti, vybrané vzorky byly otestovány statickou a dynamickou metodou.  

V dnešní době plastové může být jednou z možností zpracování odpadních polymerů využití procesu pomalé pyrolýzy. Předkládaná práce se z důvodu zajištění reprodukovatelnosti výsledků a reprezentativnosti vzorků nezabývá pomalou pyrolýzou odpadních polymerů, ale polypropylenu (PP) a vysokohustotního polyethylenu (HDPE) v jejich čisté podobě. Vzorky HDPE a PP jsou pyrolyzovány v pyrolýzní peci, přičemž následně se vyhodnotí vliv rychlosti ohřevu na hmotnostní bilanci a na vybrané fyzikálně-chemické vlastnosti vzniklých plynných, kapalných a pevných produktů. Složení kapalné a plynné fáze bude stanoveno pomocí plynové chromatografie a pevné fáze pomocí elementární analýzy. Dále se u pevné fáze stanoví specifický povrch. Získaná experimentální data budou následně srovnána s údaji publikovanými v odborné literatuře.  

Jednou z nejrozšířenější technologií pro zachycování CO₂ je adsorpce na vhodných adsorpčních materiálech. Použitý materiál pro adsorpci by měl mít vhodné vlastnosti, zejména vysokou sorpční kapacitu, schopnost regenerace, selektivitu a životnost. Mezi vhodné se řadí pórovité materiály na bázi uhlíku, hliníku a křemíku. Sorbenty na bázi křemíku mají však mnohem lepší regenerační stabilitu než ostatní materiály. Někdy nejsou sorpční vlastnosti materiálu dostatečné, proto je na místě vylepšit interakce adsorbent – adsorptiv. Jednou z variant pro změnu porézního povrchu materiálu je jeho impregnace polyethyleniminem. Modifikace aminem vede ke zvýšení adsorpční kapacity a selektivity pro CO₂. V této práci se budeme zabývat úpravou materiálu vhodného pro adsorpci, kterým byl zvolen silikagel, a jeho následnou impregnací polyethyleniminem.  

Příspěvek se zabývá studiem chemické transformace elektrárenských popílků na adsorbenty se strukturou podobnou přírodním zeolitům. Uhelné tepelné elektrárny tvoří majoritní podíl v rámci české energetiky a popílky jsou jimi produkovány ve velkých objemech. Jejich následné využití je však značně limitované jejich vlastnostmi a chemickým složením. Vzhledem k postupující změně klimatu a závazkům České republiky v oblasti snížení emisí CO₂ je uvažováno o využití upravených popílků jako adsorbentů právě pro tento plyn. V příspěvku jsou zkoumány fyzikálně‑chemické podmínky procesu, vedoucího k produktu s nejlepšími dosažitelnými vlastnostmi, jako je specifický povrch, textura či sorpční kapacita.