Udržitelné výrobní linky chemického průmyslu

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav procesní a zpracovatelské techniky

Anotace:

Předmět je zaměřen na pokročilé výrobní linky v chemickém průmyslu a jejich uspořádání v konceptu udržitelné a cirkulární ekonomiky využívající koncepty X-to-Gas, X-to-Liquid v kontrastu s tradičními technologiemi založených na fosilních zdrojích. Pozornost je dále věnována využití energeticky bohatých chemikálií pro dlouhodobé uložení energie a využití elektrolytického kyslíku v chemických procesech a průmyslových zdrojích. Diskutovány jsou také investiční a nákladové aspekty těchto technologií. Vybrané části technologií jsou bilancovány a demonstrovány ve výpočtových a dvou praktických laboratorních cvičení.

Termodynamické základy průmyslových výrob

Základní přehled koncepcí X-to-Gas, X-to-Liquid v kontrastu s tradičními technologiemi

Chemické způsoby výroby vodíku (parní reforming, parciální oxidace, zplyňování)

Základy elektrochemie (principy, elektrochemické články, elektrolýza). Vodíkové elektrolyzéry. Průmyslová elektrolýza.

Základní anorganické sloučeniny tradiční technologie vs. technologie X-to Gas

Základní organické sloučeniny tradiční technologie vs. technologie X-to Liquids.

Chemické skladování energie a vodíku. Zpětná konverze na elektrickou energii.

Výroba paliv a plastů. Tradiční vs. zelené rafinerie.

Výroba keramických a stavebních hmot. The 5C Approach.

Výroba celulózy a papíru. Klasické vs. udržitelné způsoby výroby celulózy.

Výroba plochého a užitkového skla. Strategie pro dekarbonizaci.

Základy biotechnologických a farmaceutických výrob.

Pomocná zařízení výrob.

Požadavky:

Osnova přednášek:

Termodynamické základy průmyslových výrob

Základní přehled koncepcí X-to-Gas, X-to-Liquid v kontrastu s tradičními technologiemi

Chemické způsoby výroby vodíku (parní reforming, parciální oxidace, zplyňování)

Základy elektrochemie (principy, elektrochemické články, elektrolýza). Vodíkové elektrolyzéry. Průmyslová elektrolýza.

Základní anorganické sloučeniny tradiční technologie vs. technologie X-to Gas

Základní organické sloučeniny tradiční technologie vs. technologie X-to Liquids.

Chemické skladování energie a vodíku. Zpětná konverze na elektrickou energii.

Výroba paliv a plastů. Tradiční vs. zelené rafinerie.

Výroba keramických a stavebních hmot. The 5C Approach.

Výroba celulózy a papíru. Klasické vs. udržitelné způsoby výroby celulózy.

Výroba plochého a užitkového skla. Strategie pro dekarbonizaci.

Základy biotechnologických a farmaceutických výrob.

Pomocná zařízení výrob.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Speight, J.G.: Chemical process & Design Handbook. McGraw Hill, 2002

Shreve, R.N., Austin, G.T.: Shreve´s Chemical Process Industries Handbook. 5th Edition. McGraw-Hill, 1984

Bajus M: Converting Power into Chemicals and Fuels, Power-to-X technology for a sustainable future, Wiley, 2023

Boudellal M: Power-to-Gas, Renewable Hydrogen Economy for the Energy Transition, De Gruyter, 2018

Lee S, Speight, JG, Loyalka SK: Handbook of Alternative Fuel Technologies, 2nd Edition, CRC Press 2014

S.A. Sherif, D. Yogi Goswami, E.K. (Lee) Stefanakos: Handbook of Hydrogen Energy, CRC Press, 2014

Michael Sterner, Ingo Stadler · Handbook of Energy Storage, Demand, Technologies, Integration, Springer, 2019

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: