Search the digital library catalog

Abstract: Zaradi vedno večje količine odpadne hrane se pojavlja problematika odlaganja, obdelave in ponovne uporabe te hrane. Analize energetskega potenciala odpadne hrane so ključnega pomena v sodobnem svetu, saj poznavanje lastnosti odpadne hrane pomembno vpliva na njeno nadaljnjo predelavo s čimer se lahko zmanjša količina tovrstnih odpadkov in prepreči onesnaževanje okolja. V diplomi smo analizirali energetski potencial naslednjih štirih vzorcev: češnjeve koščice, konopljino pogačo, ter pogači zlatega in navadnega lana. Izbrane vzorce smo karakterizirali pred in po njihovi termični obdelavi. V prvem delu diplomske naloge smo analizirali osnovne značilnosti izbranih vzorcev, ki po predelavi v prehrambni industriji sodijo med odpadke. Določili smo njihovo vlažnost, kurilno vrednost, izračunali izgubo mase med postopkom sušenja, izvedli TGA (termogravimetrična analiza) in DTG (derivativna termogravimetrična analiza) meritve, izvedli nizkotemperaturno pirolizo v dušikovi atmosferi ter vzorce analizirali s FTIR spektroskopijo (Fourierjeva transformna infrardeča spektroskopija). Cilj tega dela je bil ugotoviti, kateri vzorec odpadne hrane ima največji potencial za energetsko izrabo . Ugotovili smo, da imata pogači zlatega lana in navadnega lana, zaradi podobne kemijske strukture in posledično podobnih mehanskih ter kemijskih lastnosti, največji potencial za energetsko izrabo odpadne hrane. Njuna visoka kurilna vrednost in stabilnost po termični obdelavi ju uvrščata med najbolj obetavne materiale za pretvorbo odpadne hrane v energijo. Na ta način lahko pomembno prispevamo k zmanjšanju odpadkov in trajnostni rabi virov, kar je ključno za varovanje okolja in zmanjšanje ekološkega odtisa. Na drugi strani so rezultati kurilnih vrednosti konopljine pogače in koščice češnje bili manj potencialni oz. nižji. Za najnižjo energetsko bogato snov oz. vzorec se je izkazala koščica češnje.
Keywords: izkoriščanje odpadne hrane, gorivo, piroliza, zgornja kurilna vrednost
Published in DKUM: 05.09.2024; Views: 82; Downloads: 37
Full text (3,54 MB)

Abstract: Menjava jedrskega goriva v Nuklearni elektrarni Krško je ena najbolj kritičnih nalog v remontu, kjer se s pomočjo posebnih manipulatorjev gorivne elemente preloži iz reaktorja v bazen za izrabljeno gorivo in nato nazaj. Ker morebitne napake lahko povzročijo večje tehnične in ekonomske posledice, ima oprema vgrajenih kar nekaj zaščitnih funkcij. Magistrska naloga se najprej osredotoči na opis instrumentacijskega dela manipulatorja. Ker je ta oprema že dokaj stara, se v nalogi razvije možnost nadgradnje in modernizacije, s katero se reši problem srednjeročnega vzdrževanja, implementira nove funkcionalnosti ter izboljša vmesnik človek-stroj
Keywords: jedrska elektrarna, tlačnovodni reaktor, jedrsko gorivo, menjava goriva, vložni stroj
Published in DKUM: 02.11.2022; Views: 667; Downloads: 60
Full text (7,17 MB)

Abstract: Doktorska disertacija obravnava kemijsko razgradnjo najpogosteje uporabljenih plastičnih odpadkov z uporabo pod- in nadkritične vode v uporabne produkte. Doktorsko disertacijo smo razdelili na tri dele. V prvem delu doktorske disertacije smo izvedli hidrotermično razgradnjo brezbarvnih in barvnih odpadnih PET plastenk. Poskuse smo izvajali v visokotemperaturnem in visokotlačnem šaržnem reaktorju pri temperaturah od 250-400 °C in reakcijskem času od 1-30 minut. Pri hidrolizi PET odpadkov so nastali primarni in sekundarni produkti. Glavni produkt razgradnje je bila TPA, ki smo jo po reakciji prečistili in določili izkoristek reakcije. Ugotovili smo, da pri 300 °C in 30 min v podkritični vodi dobimo najvišje izkoristke TPA iz brezbarvnih (90,0 ± 0,4% ) kot tudi iz barvnih (85,0 ± 0,2%) PET odpadnih plastenk. Čistote nastalih TPA smo analizirali s pomočjo HPLC, FTIR in TGA/DSC metod in ugotovili, da so njihove čistote zelo visoke in znašajo med 93-98%. Tekom reakcije so nastajali sekundarni produkti, kot so benzojska kislina, 1,4-dioksan, acetaldehid, IPA in CO2. S pomočjo analiziranih komponent v vodni in plinski fazi smo predpostavili mehanizem razgradnje PET odpadkov. Ocenili smo ekonomski in okoljski vpliv hidrotermične razgradnje PET. Ugotovili smo, da če bi povečali laboratorijski proces na industrijsko merilo, bi na letni ravni dosegli dobiček od prodaje TPA in bi znašal okrog 81 000 €. Pri tem bi kemijsko degradirali skoraj 1400 ton PET odpadkov. Okoljsko analizo hidrotermične razgradnje PET smo izvedli s pomočjo programske opreme OpenLCA in bazo podatkov Ecoinvent 3.6. Ugotovili smo, da so k splošnemu obremenjevanju okolja največ prispevale kategorije morska ekotoksičnost, globalno segrevanje in toksičnost za ljudi. Prav tako smo tekom študije o razgradnji PET odpadkov v podkritični vodi predstavili tudi kinetiko razgradnje kot ireverzibilno zaporedno reakcijo, kjer smo določili, da so reakcije za vse razgradne produkte 1.reda. V drugem delu doktorske disertacije smo v nadkritični vodi degradirali poliolefine (PE in PP). Študirali smo razgradnjo PE in PP odpadne plastike ter za primerjavo degradirali še osnovni LDPE. Prav tako smo spremljali vpliv katalizatorja ocetne kisline na potek, razgradnjo in sestavo nastalih produktov. Eksperimente smo izvajali od 380 °C do 450 °C. Tekom razgradnje so v primeru PP in PE odpadkov nastale štiri faze oljna, plinska, vodna in trdna, med tem ko so v primeru osnovnega LDPE nastale le tri faze. Trdni preostanek pri PP in PE odpadkih smo pripisali razpadu aditivov. Metodo za določevanje lahkih ogljikovodikov in CO2 v plinski mešanici smo tudi razvili in validirali. Plinska faza je vsebovala lahke ogljikovodike (C1 do C6) in CO2, medtem ko oljno fazo po večini sestavljajo nasičeni in nenasičeni alifatski ogljikovodiki, aliciklični ogljikovodiki, aromatski ogljikovodiki in alkoholi. V primeru dodatka ocetne kisline smo ugotovili rahlo povišanje nastanka metana in CO2 v nastali plinski mešanici, zaradi razgradnje ocetne kisline v nadkritični vodi. Z višanjem reakcijskih pogojev je nastajalo manj oljne in več plinske faze. Na osnovi pridobljenih podatkov smo predstavili možen mehanizem razgradnje PP in PE v nadkritični vodi. V tretjem delu doktorske disertacije smo študirali razgradnjo PVC odpadkov v nadkritični vodi pri temperaturi od 400-425 °C in časih od 30-60 min. Ugotovili smo, da PVC odpadki razpadejo na oljno, plinsko, vodno in trdno fazo. Maso kloridnih ionov v vodni fazi smo določili s pomočjo titracijske metode. Pri 400 °C in 30 min smo dobili najvišji izkoristek. Kemijsko sestavo oljne in plinske faze smo določili s pomočjo GC/MS metode. Ugotovili smo, da oljna faza podobno kot pri PE ali PP v glavnem vsebuje nasičene in nenasičene alifatske ogljikovodike, aliciklične ogljikovodike, aromatske ogljikovodike in alkohole. V primeru PVC plastike, pa smo v oljni fazi zasledili še halogenirane ogljikovodike (kloroalkane). Plinska faza je vsebovala le lahke ogljikovodike in CO2.
Keywords: Pod- in nadkritična voda, odpadna plastika, kemijsko recikliranje, polietilen tereftalat, polietilen, polipropilen, polivinilklorid, kinetika, tereftalna kislina, benzojska kislina, acetaldehid, 1, 4- dioksan, izoftalna kislina, plini, ogljikovodiki, surovo olje, gorivo
Published in DKUM: 11.06.2021; Views: 1515; Downloads: 31
Full text (4,64 MB)

Abstract: Odpadna plastika ima višjo energijsko vrednost kot večina drugih odpadkov. Glavni razlog za to je nafta, ki je glavna surovina v procesu njene proizvodnje. Njena množična proizvodnja se meri v milijonih tonah in se uporablja v skoraj vseh sektorjih. Eden od načinov, na katerega bi se odpadna plastika lahko energetsko izkoristila, je piroliza. Piroliza je termo kemijski postopek brez prisotnosti kisika, pri katerem velike organske molekule razpadejo v majhne. Pri molekulah, ki vsebujejo zadostno količino vezanega kisika, lahko pride do oksidirajočih procesov. S pomočjo eksperimenta z različnimi vrstami odpadne plastike bom dokazal njihov potencial za pridobivanje pogonskih goriv s procesom pirolize. V sklopu magistrskega dela sem izdelal pirolizni reaktor, ki ga bom uporabil za pridelavo goriv iz odpadne plastike. Namen je, da se pri enakih pogojih izvede postopek pirolize različne plastike in se preuči, kolikšen masni delež plastike se lahko v procesu pirolize pretvori v potencialno gorivo.
Keywords: piroliza, odpadna plastika, gorivo, reaktor
Published in DKUM: 30.06.2020; Views: 1881; Downloads: 231
Full text (3,65 MB)

Abstract: Blato, ki je nastaja na čistilnih napravah odpadnih voda, je precejšn problem. Ustrezno ravnanje z odpadno vodo je prioriteta pri upravljanju z vodami. Ne glede na to, v kolikšni meri se čistijo odpadne vode, te tvorijo določeno količino blata (0,5 kg blata/m³ odpadne vode) – pojavlja se torej kot stranski produkt, ki ga je treba odstraniti v skladu z zakonskimi predpisi. V pričujočem delu so podrobneje opisani možni zaključni postopki in odlaganje blata iz čistilne naprave za odpadne vode. V magistrskem delu smo se osredotočili na ponovno uporabo blata - za razvoj novih materialov, ki se lahko uporabljajo na področju kmetijstva kot gnojilo/ojačevalci humusa ali pa za toplotno obdelavo. Pred začetkom eksperimentalnega dela smo morali blato dehidrirati. Testiranje blata v laboratoriju za tvorbo potencialnega goriva je potekalo s kemijsko analizo, merjenjem vsebnosti vlage, določevanje kurilne vrednosti in klora.. V drugem poskusu smo na osnovi kalilnega in rastnega testa pridobili rezultate, ki kažejo, ali je blato primerno za uporabo v kmetijske namene.
Keywords: komunalna odpadna voda, čiščenje odpadne vode, obdelava odpadnega mulja, gnojilo, gorivo
Published in DKUM: 05.07.2019; Views: 1626; Downloads: 186
Full text (1,74 MB)