1. Izraba obnovljivih virov energije za proizvodnjo sintetičnega metana : magistrsko deloKlemen Rola, 2023, master's thesis Abstract: Magistrsko delo predstavlja proizvodnjo sintetičnega metana, ki bi lahko nadomestil zemeljski plin. Za reakcijo metanacije je potreben vodik. Ta se v delu proizvede z elektrolizo, ki jo poganja elektrika obnovljivih virov. Proces je namenjen sezonskemu shranjevanju energije, kjer se viški elektrike poletnega časa shranijo v obliki metana za obdobja primanjkljajev energije. V ta namen, smo s programom Aspen Plus najprej izvedli poenostavljeno enostopenjsko simulacijo metanacije CO2. Pretok CO2 je baziral na ocenjeni sestavi in pretoku bioplina iz realne bioplinarne. Upoštevali smo, da se tudi celoten bioplin lahko uporabi kot reaktant. Enostopenjska metanacija je služila predvsem za razumevanje obnašanja reakcije. Ker z eno reakcijsko stopnjo v produktu nismo dosegali dovolj visokega deleža metana, smo izvedli še poenostavljeno dvostopenjsko metanacijo. Določili smo pogoje, pri katerih bi dosegali dovolj visoko vsebnost metana, da bi produkt bil primeren za injiciranje v plinovode. Za primer, ko se bioplin ne uporabi v metanaciji, smo v programu Aspen Adsorption izvedli dinamični simulaciji nadgradnje bioplina z adsorpcijskimi tehnikami. Mešanico bioplina smo z nizkimi izgubami metana uspešno nadgradili do biometana, s sestavo, ki je primerna za injiciranje v plinovode. S pomočjo rezultatov začetne dvostopenjske simulacije smo razvili delno integrirano shemo s sočasno proizvodnjo elektrike, ki je sposobna proizvesti od 1 t/h do 1,3 t/h sintetičnega metana. Pri tem je v procesu možna uporaba čistega CO2, ali pa celo mešanice bioplina in CO2. Proizveden sintetični metan je vseboval več kot 97 mol.% CH4, po dehidraciji s silikagelom, pa smo zagotovili sestavo, ki je primerna za injiciranje v plinovode mnogih Evropskih držav.
Keywords: Sintetični metan, bioplin, metanacija CO2, adsorpcija, Aspen Plus, Aspen Adsorption
Published in DKUM: 14.09.2023; Views: 631; Downloads: 0
 Full text (13,41 MB) |
2. Katalitska aktivacija metana za pretvorbo v višje ogljikovodike z mikrokinetičnim opisom : doktorska disertacijaDavid Bajec, 2022, doctoral dissertation Abstract: Ob vse večji količini načrpanega zemeljskega plina večina metana ostaja še vedno
neizkoriščenega predvsem na oddaljenih nedostopnih črpališčih. Zaradi njegove nizke cene in ob končnih zalogah nafte obstaja težnja k boljšem izkoristku metana. Za valorizacijo metana, to je njegovo pretvorbo v bolj uporabne spojine je zaželen čim bolj direkten način njegove pretvorbe. Osredotočili smo se na dva načina. Prvi je najbolj direkten, saj gre za neoksidativno pretvorbo metana v ogljikovodike z dvema C atomoma, pri čemer je za pretvorbo poleg
metana potreben le ustrezen katalizator. Drugi način je bolj indirekten. Gre za brominacijo metana, pri kateri se lahko pridobi metil bromid, ki ga je možno pretvoriti v etilen. Mikrokinetični modeli lahko pripomorejo k razumevanju reakcij, ki se dogajajo na katalizatorjih in v tekočini (plinu ali kapljevini). Mehanizem sestavljajo elementarne reakciji in če sta mikrokinetični model in mehanizem pravilna model velja tudi za poljubno območje obratovalnih pogojev. Pri
prvem načinu valorizacije metana je problem predvsem v stabilnosti in selektivnosti katalizatorjev, saj imajo katalizatorji največkrat nizko selektivnost za želene produkte in se hitro deaktivirajo.
Poskusili smo pripraviti stabilne katalizatorje z zeolitnimi nosilci. Vsi pripravljeni katalizatorji so se deaktivirali zaradi nalaganja koksa. Bolj stabilni so bili železovi katalizatorji vendar ne dovolj, da bi bili primerni za postavitev mikrokinetičnega modela. Pripravili smo še poznan katalizator s posameznimi atomi platine z nosilcem iz cerijevega oksida, ki je bil stabilen, čeprav se je tudi pri njem nastajal koks. Za ta katalizator in reaktor s strnjenim slojem smo postavili mikrokinetični model in naredili analizo občutljivosti. Tako smo lahko prepoznali najbolj pomembne reakcije.
V drugem delu smo se ukvarjali z brominacijo metana. Zanimala nas je predvsem
selektivnost za metil bromid. Komercialen zeolit SAPO-34 naj bi bil glede na literaturo selektiven katalizator za metil bromid. Izkazalo se je, da temu ni tako in da se selektivnost ne razlikuje od selektivnosti, ki jo je mogoče doseči brez katalizatorja. Material se je med reakcijo spreminjal in njegova kristaliničnost se je zaradi reakcije z vodikovim bromidom in dealuminacije
zmanjševala. Dibromometan, ki med brominacijo metana nastaja lahko
razpada na SAPO-34, kar lahko zviša selektivnost za metil bromid ampak to ni
bistveno vplivalo na selektivnost za metil bromid. Izdelali smo mikrokinetični model brominacije metana v pretočnem reaktorju z laminarnim tokom, ki je pokazal katere so najbolj pomembne reakcije za selektivnost za metil bromid in za konverzijo metana.
Keywords: metan, aktivacija, kataliza, mikrokinetika, reaktor s strnjenim slojem
Published in DKUM: 10.03.2022; Views: 1055; Downloads: 165
Full text (29,50 MB) |
3. |
4. Komunalna vozila na zemeljski plin v podjetju Snaga d.o.o.Marcel Lejko, 2014, bachelor thesis/paper Abstract: V diplomski nalogi bosta obravnavana dva večja problema današnje družbe, negativni vplivi emisij prometa na okolje in problem velikih količin gospodinjskih odpadkov, ki končajo na deponiji v Ljubljani. Problem lahko zmanjšajo s pravimi ukrepi podjetja Snaga, d. o. o., ki se ukvarja z zbiranjem in prevozom odpadkov v Ljubljani in okoliških občinah.
Predstavili bomo mobilno enoto komunalnih vozil podjetja Snaga, d. o. o., in predlagali uporabo alternativnih goriv na teh vozilih s predelavo v vozila na stisnjen zemeljski plin ali nakupom novih vozil na CNG. Spoznali bomo prednosti in slabosti v primerjavi z utekočinjenim naftnim plinom (LPG).
Podjetje slovi po dobrem poslovanju in sledenju ekološkim trendom. V bližnji prihodnosti bodo zgradili naprave za predelavo odpadkov v Centru za ravnanje z odpadki Ljubljana. Predstavili bomo njihovo delovanje, priložnosti in ideje za prihodnost. Delež biološko razgradljivih odpadkov bi lahko zmanjšali s proizvodnjo biometana, ki se ga lahko uporablja kot gorivo za vozila.
Keywords: Bioplin, metan, CNG.
Published in DKUM: 25.02.2015; Views: 1643; Downloads: 215
Full text (1,20 MB) |
5. RAZVOJ METOD ZA DOLOČANJE FOS/TAC VREDNOSTI ZA SPREMLJANJE STABILNOSTI PROCESA PRESNOVE V BIOPLINSKIH NAPRAVAHPetra Brunec, 2014, undergraduate thesis Abstract: Obnovljivi viri energije imajo dandanes vse pomembnejšo vlogo pri oskrbi z energijo ter zmanjševanju obremenjevanja okolja. Bioplin postaja v zadnjem obdobju vse pomembnejši na področju izkoriščanja alternativne energije v svetu in pri nas. Proizvodnja električne in toplotne energije iz bioplina postaja ena najpomembnejših oblik uporabe bioplina, v prihodnosti pa se bodo možnosti uporabe še razširile.
Proces nastajanja bioplina je posledica povezanih procesnih korakov, pri katerih se prvotna snov stalno deli na manjše enote. V vsak posamezni korak so vključene specifične skupine mikroorganizmov. Bioplin kot zmes plinov nastaja z anaerobno presnovo organskih snovi oziroma odpadkov v enostavnejše komponente. Pridobivamo ga lahko skoraj iz vseh organskih materialov, ki vsebujejo zadosten delež ogljika. Vsebuje največ 50 - 70 % metana, 30 - 40 % oglikovega dioksida, vodikovega sulfida, amonijak ter dušik.
Učinkovitost in stabilnost anaerobne presnove v bioplinski napravah je odvisna od nekaterih ključnih parametrov, zato je bistvenega pomena, da se ti parametri redno spremljajo, saj le s tem ustvarjamo primerne pogoje za anaerobne mikroorganizme. Delež proizvedenega bioplina je odvisen od vstopnih organskih snovi, vrednosti pH, FOS/TAC vrednosti, temperature, zadrževalnega časa v reaktorju, od prisotnosti in količine inhibitorjev, vrste procesa in izvedbe bioplinske naprave.
V tem diplomskem delu bomo poskušali razviti in izboljšati različne metode za določitev FOS/TAC vrednosti, s pomočjo pripravljenih standardnih raztopin. FOS/TAC vrednost opisuje vsebnost hlapnih maščobnih kislin glede na skupni anorganski ogljik oziroma pufersko kapaciteto karbonata. Povečano razmerje označuje zakisanost fermentorja. Med potekom fermentacije se bakterije preobremenijo in dodatek vhodnega substrata mora biti omejen. S pomočjo meritev FOS/TAC vrednosti lahko enostavno spremljamo potek fermentacije ter nadzorujemo dodajanje vhodnih substratov.
Keywords: FOS/TAC, hlapne maščobne kisline, skupni anorganski ogljik, puferska kapaciteta karbonata, bioplin, anaerobna presnova, metan
Published in DKUM: 23.06.2014; Views: 2591; Downloads: 230
Full text (3,30 MB) |
6. OBDELAVA ODPADNIH VOD V ANAEROBNEM REAKTORJUTanja Krojzl, 2014, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu smo obravnavali anaerobni proces čiščenja kompostne odpadne vode. Sestava kompostnih vod se zelo spreminja in je odvisna od sestave odpadkov, tehnike kompostiranja in od zrelosti komposta. Ker vsebujejo kompostne vode suspendirane in raztopljene snovi iz kompostnega kupa, je uporaba anaerobnega reaktorja zelo primerna. Prednosti anaerobnega čiščenja so visoka stopnja čiščenja, sposobnost čiščenja pri visokih obremenitvah, produkcija majhne količine odvečnega blata in produkcija metana kot končnega produkta. Cilj diplomskega dela je določiti fizikalne in kemijske parametre kompostne odpadne vode, proizvodnjo plinov metana in CO2 ter na podlagi dobljenih meritev in s pomočjo potrebnih parametrov načrtovati reaktor. Pri eksperimentalnem delu diplomskega dela uporabimo standardizirane analizne metode. Pri kompostni odpadni vodi določimo fizikalne (vrednost pH, absorbanco, prevodnost, motnost, alkalnost) in kemijske karakteristike (kemijsko potrebo po kisiku (KPK), skupni dušik, skupni fosfor, skupne suspendirane snovi). Prikazan je postopek načrtovanja reaktorja pri dveh različnih pretokih. Pri pretoku 10 m3/d je zadrževalni čas 10 dni, za kar je potreben reaktor s premerom 0,73 m. Pri pretoku 1 m3/d je zadrževalni čas enak, vendar zadostuje reaktor s premerom 0,23 m. Po izračunih bi moralo pri pretoku 10 m3/d nastati 267,3 m3/d metana. Pri poskusih smo uporabili posebno vrsto bakterij, zato metan ni nastajal.
Keywords: kompostna voda, anaerobni reaktor, zadrževalni čas, pretok, metan
Published in DKUM: 26.05.2014; Views: 2182; Downloads: 263
Full text (3,02 MB) |
7. Proizvodnja bioplina v Bioplinarni Draženci ter možnosti za zmanjšanje koruzne silaže v vhodnem substratuMojca Brdovnik, 2013, undergraduate thesis Abstract: Namen diplomske naloge je primerjati izplen bioplina in metana v Bioplinarni Draženci pri trenutni proizvodnji bioplina v primerjavi z bioplinom, proizvedenim z nižjim deležem koruzne silaže na podlagi teoretičnih izračunov. V ta namen smo naredili izračune za pet različnih možnih scenarijev za izplen bioplina in metana ter nato naredili primerjavo med scenariji. Pri trenutni proizvodnji bioplina v Bioplinarni Draženci, ki za vhodne substrate uporablja perutninski gnoj, koruzno silažo in odpadne maščobe v razmerju 70:25:5, smo izračunali izplen skupnega bioplina 148 m3/t sveže mase in izplen metana 90,16 m3 pri eni toni vhodne substratne mešanice. Ugotovili smo, da najvišji izplen bioplina in metana dosežemo pri scenariju 1, ki trenutno poteka v Bioplinarni Draženci. Pri primerjavi izračunanih vrednosti za izplen smo ugotovili, da obstajajo možnosti za zmanjšanje koruzne silaže v vhodnem substratu in ga lahko nadomestimo z odpadnimi maščobami, ki so velik energetski potencial.
Keywords: bioplinska naprava, piščančji gnoj, proizvodnja bioplina, koruzna silaža, metan
Published in DKUM: 02.12.2013; Views: 3084; Downloads: 460
Full text (1,25 MB) |
8. Vpliv sodobnega ravnanja z odpadki na zmanjševanje emisij CO2Katja Polanec, 2013, master's thesis Abstract: Učinkovito ravnanje z odpadki je ena izmed ključnih nalog na področju varstva okolja. Hitro naraščanje količin odpadkov, negativni vplivi na vse elemente okolja, porast okoljske zavesti v širši javnosti, predvsem pa stremenje k ohranitvi človeštva, so pripeljali do hitrih sprememb na področju ravnanja z odpadki; le-te pa se odslikavajo v obliki intenzivnih političnih manifestov, implementacij zakonodaje ter tehnično-tehnoloških rešitev koristne izrabe odpadkov. Rešitev učinkovitega ravnanja z odpadki po posameznih segmentih (zbiranje, transport, predelava in obdelava ter končno odstranjevanje) je prehod na integralne koncepte ravnanja z odpadki, kar pomeni, da se lahko na vsakem koraku s pametnim pristopom prihranijo tako količine odloženih odpadkov, kakor tudi emisije CO2. V magistrskem delu smo podrobno predstavili in analizirali prispevek sodobnega ravnanja z odpadki k zmanjšanju emisij CO2 v ozračje. Opravili smo pregled energijske vrednosti alternativnih goriv iz nenevarnih odpadkov in dobljene rezultate primerjali z energijsko vrednostjo primarnega energenta. Rezultati primerjave so bili kot osnova za oceno prihranka primarnega energenta za proizvodnjo energije ter količino prihranjenih emisij CO2. Izvedli smo tudi analizo vseh vrst odpadkov in njihovih masnih tokov, ki so namenjeni v snovno predelavo oz. recikliranje ter ocenili njihov potencial za prihranek emisij CO2 zaradi njihove ponovne uporabe in s tem zmanjšanja količin novo izdelanih surovin in/ali izdelkov, ki se po uporabi spremenijo v odpadke. V ocenjevalnem modelu sodobnega ravnanja z odpadki smo upoštevali vse posamezne segmente ravnanja z njimi. Vsebino dela pa utemeljili še z evropsko in slovensko zakonodajo s področja trajnostnega razvoja in celovitega obvladovanja odpadkov. Za nadaljnje izboljšanje pozitivnih trendov obvladovanja odpadkov v Sloveniji smo preučili dobre prakse iz okoljsko najbolj razvitih evropskih držav ter jih poskušali v obliki priporočil in navodil prenesti v slovensko prakso.
Keywords: trdni komunalni odpadki, toplogredni plini, ogljikov dioksid, metan, energijska izraba, snovna izraba, odlaganje
Published in DKUM: 12.07.2013; Views: 10976; Downloads: 166
 Link to full text |
9. Uporaba bioplina v prometuNejc Hočevar, 2013, undergraduate thesis Abstract: Bioplin pridobivamo z anaerobno fermentacijo v bioplinarnah iz organskih snovi. Prečiščen in obogaten bioplin imenujemo biometan. Skladiščenega v jeklenkah pod tlakom 250 barov ga je mogoče uporabiti kot pogonsko gorivo v vozilih. Ker je v primerjavi z ostalimi gorivi pridobljen iz obnovljivega vira – pri kurjenju nastaja samo ogljikov dioksid in vodna para, ostalih izpušnih plinov pa je zelo malo – predstavlja zelo čisto alternativno gorivo. To je razvidno iz daljše življenjske dobe katalizatorjev ter okoljskega oziroma ogljičnega odtisa, ki je zelo nizek.
Ker se v Sloveniji proizvedeni bioplin porabi izključno za pridobivanje električne in toplotne energije, je uporaba v prometu omejena samo na vozila na metan, ki uporabljajo zemeljski plin. Vendar je tudi teh, na žalost, zanemarljivo malo.
Vendar pa prihodnost ni tako slaba, saj bi se investicije v ta vir energije hitro povrnile, hkrati pa bi z njegovo uporabo povečali energetsko neodvisnost Slovenije.
Keywords: bioplin, katalizatorji, ogljični odtis, vozila na metan
Published in DKUM: 25.06.2013; Views: 2088; Downloads: 200
Full text (819,98 KB) |
10. SENZORSKI SISTEM ZA UGOTAVLJANJE ONESNAŽENOSTI ZRAKADamjan Hohnec, 2012, undergraduate thesis Abstract: Diplomsko delo opisuje izdelavo senzorskega sistema za ugotavljanje onesnaženja zraka. Z nizkocenovnimi senzorji se merijo koncentracije naslednjih plinov: dušikovega oksida, dušikovega dioksida, žveplovega dioksida, ogljikovega monoksida, ogljikovega dioksida, kisika in metana. Signali s senzorjev so obdelani z vezji za kondicioniranje signalov. Signali se zajemajo z analogno-digitalnim pretvornikom mikrokrmilnika. Podatki se prikazujejo na LCD-prikazovalniku in se pošiljajo na računalnik. Za zajem podatkov z računalnikom je program implementiran v programskem okolju Labview, ki koncentracije prikazuje na grafih. Opravljena je kalibracija senzorjev z referenčnimi testnimi plini na Elektroinštitutu Milana Vidmarja.
Keywords: plinski senzor, elektrokemijski senzor, onesnaženost zraka, merilni sistem, senzorski sistem, dušikov oksid, dušikov dioksid, žveplov dioksid, ogljikov monoksid, ogljikov dioksid, kisik, metan, mikrokrmilnik, Bascom, Labview
Published in DKUM: 29.10.2012; Views: 3051; Downloads: 317
Full text (5,54 MB) |
