Speciální reaktory a bioreaktory pro dekarbonizaci
| Kód | Zakončení | Kredity (ECTS) | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| 2181114 | Z,ZK | 5 | 2P+2C+0L | česky |
- Garant předmětu:
- Martin Dostál, Tomáš Jirout
- Přednášející:
- Vojtěch Bělohlav, Martin Dostál, Tomáš Jirout
- Cvičící:
- Vojtěch Bělohlav, Martin Dostál
- Předmět zajišťuje:
- ústav procesní a zpracovatelské techniky
- Anotace:
-
Předmět je zaměřen na projektování, konstruování a modelování procesně intenzifikovaných a energeticky efektivních reaktorů a bioreaktorů pro chemickou a biochemickou konverzi syntézních plynů (H2, CO, CO2) směsí v aplikacích Power-to-X, Waste-to-X a CO2-to-X. Dále budou diskutovány údržba a analýza rizik provozu těchto reaktorů. S principem a provedením jednotlivých typů reaktorů a bioreaktorů (mechanicky míchaný reaktor, reaktory s porézní a fluidní vrstvou, fotobioreaktor) a experimentálním stanovováním základních procesních charakteristik pro jejich inženýrský návrh a scale-up se studenti seznámí v rámci 3 laboratorních cvičení v poloprovozní laboratoři ústavu.
Základní přehled koncepce a provedení reaktorů, fotoreaktorů a bioreaktorů. Vsádkové a průtočné systémy, reaktory s pístovým, ideálně míchané reaktory.
Hydrodynamika míchaných vícefázových reaktorů a bioreaktorů.
Přestup tepla a hmoty v míchaných vícefázových reaktorech a bioreaktorech.
Přenosové jevy ve šnekových reaktorech.
Přenosové jevy v reaktorech s porézní a fluidní vrstvou.
Přenosové jevy ve fotoreaktorech a fotobioreaktorech.
Konstrukčního uspořádání reaktorů a bioreaktorů laboratorního až průmyslového měřítka. Speciální materiály pro reaktory, hygienický design a technologičnost konstrukce reaktoru. Utěsňování reaktorů.
Vícefázové gas-liqud a gas-liqud-solid reaktory pro chemické konverze a biotechnologie.
Fermentory pro výrobu biopaliv, udržitelných potravin, farmacii a ostatní biotechnologické výroby.
Syntézní reaktory v technologiích Power-to-X.
Pyrolýzní reaktory v technologiích Biomass-to-X a Waste-to-X
Fotobioreaktory pro záchyt a fixaci CO2.
- Požadavky:
- Osnova přednášek:
-
Základní přehled koncepce a provedení reaktorů, fotoreaktorů a bioreaktorů. Vsádkové a průtočné systémy, reaktory s pístovým, ideálně míchané reaktory.
Hydrodynamika míchaných vícefázových reaktorů a bioreaktorů.
Přestup tepla a hmoty v míchaných vícefázových reaktorech a bioreaktorech.
Přenosové jevy ve šnekových reaktorech.
Přenosové jevy v reaktorech s porézní a fluidní vrstvou.
Přenosové jevy ve fotoreaktorech a fotobioreaktorech.
Konstrukčního uspořádání reaktorů a bioreaktorů laboratorního až průmyslového měřítka. Speciální materiály pro reaktory, hygienický design a technologičnost konstrukce reaktoru. Utěsňování reaktorů.
Vícefázové gas-liqud a gas-liqud-solid reaktory pro chemické konverze a biotechnologie.
Fermentory pro výrobu biopaliv, udržitelných potravin, farmacii a ostatní biotechnologické výroby.
Syntézní reaktory v technologiích Power-to-X.
Pyrolýzní reaktory v technologiích Biomass-to-X a Waste-to-X
Fotobioreaktory pro záchyt a fixaci CO2.
- Osnova cvičení:
- Cíle studia:
- Studijní materiály:
-
Richardson, J. F., Harker, J. H.: Chemical Engineering. Vol. 1+2, Elsevier Butterworth Heinemann, 2002
Paul, E. L., Atiemo-Obeng, V. A., Kresta, S. M.: Handbook of industrial mixing: science and practice. Canada: John Wiley & Sons, Inc., 2003, 1377 p. ISBN 0-471-26919-0
Kresta, S.M., Etchells, A.W., Dickey, D.S., Atiemo-Obeng, V.A.: Advances in Industrial Mixing. Canada: John Wiley & Sons, Inc., 2016, 964 p. ISBN 978-0-470-52382-7
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
Doraiswamy L.K., Uner D: Chemical Reaction Engineering. Beyond the Fundamental. Taylor & Francis, 2013
Harmsen J., Bos R.: Multiphase Reactors Reaction Engineering Concepts, Selection, and Industrial Applications, De Gruyter, 2023
Shaofen Li, Feng Xin, Lin Li: Reaction Engineering, Elsevier, 2017
Moss D.: Pressure vessel design manual. Gulf Professional Publishing, 2004, ISBN 0-7506-7740-6
- Poznámka:
- Rozvrh na zimní semestr 2026/2027:
-
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po Út St Čt Pá - Rozvrh na letní semestr 2026/2027:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů: