1. Recikliranje odpadnih kompozitnih materialov z vgrajenimi ogljikovimi vlakni s postopkom pirolize : diplomsko deloAndrej Umbreht, 2024, undergraduate thesis Abstract: V tej študiji smo raziskovali recikliranje polimera, ojačenega z ogljikovimi vlakni z uporabo pirolize. Začeli smo z opisom temeljnih lastnosti kompozitnih materialov in specifičnih značilnosti polimernega kompozita ojačenega z ogljikovimi vlakni. Podali smo pregled različnih metod recikliranja s poudarkom na pirolizi kot tehniki za predelavo ogljikovih vlaken. Poleg tega smo izvedli postopek oksidacije, da bi primerjali njegove učinke na material. Za analizo kemičnih sprememb v vlaknih, ki so posledica teh obdelav, je bila uporabljena spektroskopija FTIR. Nazadnje smo naše ugotovitve primerjali še z obstoječo literaturo.
Keywords: ogljikova vlakna, kompozitni materiali, piroliza, recikliranje
Published in DKUM: 03.10.2024; Views: 0; Downloads: 26
 Full text (1,88 MB) |
2. Termična piroliza visokokaloričnega goriva iz odpadkov (RDF)Maja Bagari, 2024, master's thesis Abstract: V skladu s cilji Direktive o odpadkih (2008/98/ES) si države članice EU prizadevajo zmanjšati količine odloženih odpadkov, zato jih centri za ravnanje z odpadki predelujejo v uporabno gorivo iz odpadkov, imenovano RDF. Ta ima izjemen energetski potencial, ki ostaja premalo izkoriščen.
V okviru magistrske naloge se je izvedla raziskava potencialne uporabnosti treh različnih RDF frakcij kot surovin v postopku pirolize. Rezultati analiz goriv so potrdili visoke kurilne vrednosti in raznolik materialni spekter.
Po izvedbi pirolize so bila okarakterizirana tudi pirolizna olja. Rezultati so nakazali na podobnost s konvencionalnim dizelskim gorivom in na možnost potencialnega energetskega izkoriščanja. Kljub temu trenutna struktura olj še ne omogoča njihove neposredne uporabe kot tekočega goriva, kar nakazuje nujnost nadaljnjih prilagoditev procesa pirolize in ustreznih predhodnih obdelav vhodnih surovin.
Keywords: gorivo iz odpadkov, RDF, piroliza
Published in DKUM: 27.09.2024; Views: 0; Downloads: 0
Full text (2,36 MB) |
3. Analiza energetskega potenciala odpadne hrane : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeLana Gajšt, 2024, undergraduate thesis 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: 47
Full text (3,54 MB) |
4. Kinetika termične razgradnje polietilena za pridobivanje parafinskih frakcij : magistrsko deloTim Tetičkovič, 2024, master's thesis Abstract: Količine polimernih odpadkov še vedno naraščajo predvsem zaradi masovne uporabe, dostopnosti in cenovne ugodnosti plastičnih materialov. Ravnanje s takimi odpadki je bistvenega pomena za zaščito planeta in živih bitij. Obstaja več načinov predelave plastike. V magistrski nalogi obravnavamo le termično predelavo pri visokih temperaturah – pirolizo. Proces pirolize obravnavamo za material HDPE, ki sodi med najbolj uporabljano plastiko. Prvi namen naloge je predstavitev reakcijskih mehanizmov, ki potekajo ob termični razgradnji materiala. Reakcijski mehanizmi sledijo zaporedju, ki se prične z iniciacijo, sledi ji β-razcepitvena propagacija, naključna propagacija, intermolekularni prenos vodika in terminacija. Drugi namen magistrske naloge je pregled kinetičnih modelov, ki se uporabljajo pri analizi podatkov iz termične analize materialov – TGA. Izračun kinetičnih parametrov je izveden z uporabo različnih pristopov, kot so: Friedman, Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) in Ozawa-Flynn-Wall (OFW) model. Eksperimentalne podatke TGA HDPE smo s pomočjo programskega orodja Python in Matlab izračunali osnovne kinetične parametre, kot so aktivacijska energija Ea, predeksponentni faktor A, red reakcije n ter potreben čas za celotno presnovo pri 600 °C, 700 °C in 750 °C. V tretjem delu smo s pomočjo pridobljenih kinetičnih parametrov ocenili potrebne reakcijske čase za izvedbo hitre pirolize pri omenjenih temperaturah. Za izvedbo takšne pirolize smo predvideli načrtovanje laboratorijskega reaktorja s fluidiziranim slojem – RFS. Predstavljeni so izračuni fluidizacijskih lastnosti ter dimenzioniranje reaktorja z višino, premerom, maso nasutja, pretokom plina in padcem tlaka v reaktorju. Načrtovanje je bilo opravljeno za laboratorijski reaktor, ki predstavlja prvi korak za študijo in zasnovo procesa ter prehod na industrijsko merilo. Tako pripravljena zasnova reaktorja predstavlja podlago za pripravo projekta izdelave laboratorijskega raziskovalno-razvojnega reaktorja RFS.
Keywords: Piroliza, HDPE, kinetika, mehanizem, reaktor s fluidizirano plastjo, plastični odpadki
Published in DKUM: 23.05.2024; Views: 213; Downloads: 72
Full text (4,61 MB) |
5. Katalitična piroliza LDPE : diplomsko deloBlaž Kozjek, 2023, undergraduate thesis Abstract: V okviru diplomskega dela se je izvedla katalitična piroliza LDPE – polietilena nizke gostote – v eksperimentalnem šaržnem reaktorju, v šaržah po 100 g. Izvedene so bile tri meritve brez dodatka katalizatorja, tri meritve z dodatkom 5 g katalizatorja in tri meritve z dodatkom 10 g katalizatorja. Kot katalizator se je uporabljal zeolit ZAP USY. Dodatek katalizatorja je pričakovano povišal delež plinskega produkta. Prav tako se je znižala temperatura ob prvih kapljicah kondezata. Pirolizno olje se je zbiralo v frakcijah po 9 g, saj smo želeli ugotoviti vpliv časa zadrževanja. Pri pirolizi brez katalizatorja so najtežje frakcije nastale ob najdaljših zadrževalnih časih. Ob dodatku katalizatorja pa so bile najtežje prve frakcije
Keywords: katalitična piroliza, zeolit ZAP USY
Published in DKUM: 09.10.2023; Views: 452; Downloads: 42
Full text (6,34 MB) |
6. Obravnava kinetike in mehanizma reakcije pirolize smrekovega lesa : magistrsko deloErik Mihelič, 2022, master's thesis Abstract: Biooglje (BO) se vse bolj uveljavlja kot dodatek k zemlji za izboljšanje njenih lastnosti in kot metoda direktne trajne vezave ogljika. BO deluje kot inertni material z ustrezno specifično površino in drugimi koristnimi lastnostmi pri izboljševanju strukture in lastnosti rodovitnih tal. Ker je proizvodnja BO tesno povezana s postopkom pirolize lesne biomase, smo se v magistrski nalogi osredotočili na raziskavo kinetike ter mehanizma pirolize, za lesno biomaso pa smo izbrali smrekov les v obliki preizkušancev konstantnih dimenzij. Prvi namen raziskav je bil ugotoviti ustrezen kinetični model, ki bo najbolje popisal eksperimentalne podatke, poiskati kinetične parametre ter oboje primerjati z rezultati, analiziranimi preko že obstoječih kinetičnih pristopov kot so: Arrhenius-ov model (AM), Friedmanova metoda, Ozawa-Flynn-Wall (OFW) metoda in Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) metoda. Eksperimentalne podatke termo gravimetrične analize (TGA) smrekovega vzorca smo analizirali s pomočjo programskega okolja Python in raziskali alternativni kinetični pristop, katerega smo poimenovali modificiran Arrhenius-ov model (MAM). Prednost MAM je v tem, da vključuje mehanizme glavnih lesnih komponent, hemiceluloze, celuloze in lignina, medtem ko vsi ostali modeli reakcijo pirolize obravnavajo enodimenzionalno. Naslednji namen magistrske naloge je bil popisati termodifuzijske fenomene s področja nestacionarnega prenosa toplote in z vrednostjo Biot-ovega števila dokazati, da debelina lesnega valja ne vpliva na potek pirolizne reakcije, kar pomeni da je notranji toplotni upor zanemarljiv. Na koncu smo pirolizo smrekovih valjev (debeline 5 mm) izvedli še v večjem laboratorijskem piroliznem reaktorju (volumna 1 L) in rezultate primerjali z rezultati TGA. Takšen pristop omogoča spoznavanje povečevalnih kriterijev pri inženirski obravnavi načrtovanja industrijskih piroliznih reaktorjev.
Keywords: piroliza, smrekov les, kinetika, mehanizem, Python, prenos toplote
Published in DKUM: 05.10.2022; Views: 612; Downloads: 76
Full text (5,43 MB) |
7. Termična obdelava odpadkov in mulja iz industrije rastlinskih olj : magistrsko deloNeža Rašl, 2022, master's thesis Abstract: V magistrskem delu obravnavamo odpadke iz industrije rastlinskih olj: odpadno belilno zemljo, filtracijski dodatek in mulj. Mulj nastaja pri čiščenju odpadnih vod iz proizvodnje olj, odpadna belilna zemlja in filtracijski dodatek pa se uporabljata pri sami proizvodnji olj. Odpadke smo termično obdelali s postopki pirolize, sežiga in torefikacije ter jih kemijsko analizirali. Na surovinah in trdnih produktih smo izvedli proksimativno in ultimativno analizo. Določili smo vsebnost maščob v vzorcih ter izvedli analizo infrardeče spektroskopije s Fourierjevo transformacijo (FTIR). Rezultate eksperimentov smo matematično obdelali in jih ovrednotili.
Največjo izgubo mase po termični obdelavi vzorcev smo zaznali pri piroliziranih in sežganih vzorcih, kar so potrdile tudi analize vsebnosti pepela in hlapnih snovi. Analiza FTIR spektrov je pokazala, da neobdelani in toreficirani vzorci vsebujejo funkcionalne skupine, značilne za olja in voske, medtem ko pri piroliziranih in sežganih vzorcih tovrstne funkcionalne skupine niso prisotne. Glede na analizo kurilne vrednosti je energetsko najbolj bogat odpadek filtracijski dodatek, sledita mu mulj in odpadna belilna zemlja.
V nadaljevanju smo izvedli termogravimetrično analizo (TGA) omenjenih odpadkov v inertni atmosferi v temperaturnem območju od 30 °C do 900 °C pri treh različnih hitrostih segrevanja: 10 °C/min, 20 °C/min in 30 °C/min. Zbrane podatke smo analizirali s pomočjo
Kissinger–Akahira–Sunose (KAS) in Flynn–Wall–Ozawa (FWO) kinetičnih modelov. Analiza termogravimetričnih krivulj testiranih vzorcev je pokazala, da se večina vzorcev razgradi v temperaturnem območju do 600 °C, kjer poteče predvsem razgradnja hlapnih snovi, olj in voskov. Mehanizmi razgradnje in optimalna temperatura razgradnje se glede na vrsto odpadka bistveno razlikujejo. Končna izbira ustreznega termičnega postopka je tako odvisna od vrste materiala in želenega produkta ter od investicijskih in obratovalnih stroškov obrata. Rezultati analiz so pokazali, da sta piroliza in sežig izredno učinkovita pri energetski izrabi vseh treh vrst odpadkov, medtem ko s torefikacijo ne dosežemo želenih rezultatov, saj se energetske lastnosti toreficirane biomase zaradi njenih specifičnih lastnosti bistveno ne izboljšajo.
Keywords: piroliza, sežig, torefikacija, odpadna belilna zemlja, filtracijski dodatek, mulj
Published in DKUM: 08.09.2022; Views: 645; Downloads: 77
Full text (2,46 MB) |
8. Proces sinteze nanokompozita Ni/Y2O3 z ultrazvočno razpršilno pirolizo in liofilizacijo : magistrsko deloTilen Švarc, 2022, master's thesis Abstract: Magistrsko delo obsega proces sinteze nanokompozita Ni/Y2O3 z ultrazvočno razpršilno pirolizo in liofilizacijo, študijo vpliva tehnoloških parametrov na sestavo delcev nanokompozita Ni/Y2O3 in vpliva stabilizatorja na potek sušenja. Za karakterizacijo nanokompozita so bile uporabljene naslednje tehnike: analiza z induktivno sklopljeno plazmo z masnim spektrometrom, vrstična elektronska mikroskopija, energijsko disperzijska spektroskopija, presevna elektronska mikroskopija, CIELAB meritve barve in optična mikroskopija. Suspenzija nanokompozita je bila analizirana s pomočjo dinamičnega sipanja svetlobe. Raziskan je bil vpliv koncentracije vhodnih surovin itrijeva in nikljeva nitrata pri nespremenjenih procesnih pogojih na kemijsko sestavo in velikost delcev nanokompozita Ni/Y2O3. Ugotovljeno je bilo, da povečana koncentracija stabilizatorja v procesu ultrazvočne razpršilne pirolize vpliva na bolj homogeno porazdelitev delcev nanokompozita Ni/Y2O3 v končnem osušenem materialu. Povečanje koncentracije stabilizatorja vpliva na daljši čas sušenja v procesu liofilizacije, saj so eksperimenti potrdili, da se suspenzija delcev nanokompozita Ni/Y2O3 z nižjo koncentracijo stabilizatorja posuši bistveno hitreje.
Keywords: ultrazvočna razpršilna piroliza, liofilizacija, nanokompozit, karakterizacija
Published in DKUM: 07.09.2022; Views: 720; Downloads: 133
Full text (4,98 MB) |
9. Recikliranje odpadnih kompozitnih materialov z vgrajenimi steklenimi vlakni : magistrsko deloAndreja Turk, 2021, master's thesis Abstract: Z razvojem tehnologije se veča potreba po kompozitnih materialih, saj jih odlikuje njihova visoka trdnost, togost in majhna teža. Kompozitne materiale pa ni enostavno reciklirati, zato je pomembno, da se nenehno išče rešitve kako preprečiti odlaganje odsluženih kompozitnih materialov na odlagališčih. Namen magistrskega dela je recikliranje treh različnih odpadnih kompozitov ojačanih s steklenimi vlakni, s postopkom pirolize z in brez dodatka katalizatorja.
Delo je zajemalo izvajanje postopka termične in katalitične pirolize, čiščenje izpadlih vlaken, čiščenje trdnega ostanka z oksidacijo, gravimetrično analizo nastalih produktov in karakterizacijo trdnih in tekočih produktov z IR spektroskopijo.
Ugotovili smo, da je dodatek katalizatorja vzorcu 2 zvišal temperaturo in skrajšal čas reakcije. Za namen pridobivanja tekočega produkta je najbolj primeren vzorec 1, saj smo za le-tega z istimi pogoji pridobili največ tekočega produkta. Za namen pridobivanja trdnega ostanka pa je najbolj primeren vzorec 2, saj smo z njim pridobili najboljše rezultate. Dodatek katalizatorja ni povečal nastanka tekočega produkta, saj so deleži kataliziranih TP najmanjši.
Keywords: termična piroliza, katalitična piroliza, kompozitni materiali ojačani s steklenimi vlakni, steklena vlakna, recikliranje, zeolit
Published in DKUM: 30.09.2021; Views: 1290; Downloads: 235
Full text (2,39 MB) |
10. Pretvorba odpadne plastike v alternativna pogonska goriva : diplomsko deloMaja Bagari, 2021, undergraduate thesis Abstract: Sodobna družba teži k izboljšanju problematike plastičnih odpadkov, zato v veljavo vstopajo procesi za razgradnjo polimerov, katerih končne produkte lahko ponovno uporabimo ali energetsko izkoristimo. Eden takih je piroliza, s katero iz odpadne plastike pridobimo visoko kalorične produkte. To so: sintetični plini, trden karboniziran ostanek in tekoče pirolizno olje, ki predstavlja potencialno gorivo za motorje z notranjim zgorevanjem.
Diplomska naloga zajema posodobitev že obstoječe pirolizne naprave v smeri, da ta omogoča izvedbo eksperimentov v zaščitni atmosferi. Na posodobljeni progi je izvedena piroliza dveh vrst odpadnih polimerov, pridobljeni tekoči produkti pa so podrobneje analizirani, z namenom ugotoviti njihovo uporabnost kot alternativno tekoče gorivo.
Keywords: odpadna plastika, piroliza, pirolizna olja, goriva
Published in DKUM: 21.09.2021; Views: 885; Downloads: 139
Full text (1,66 MB) |
