1. Proizvodnja sintetičnega bencina iz trdnih komunalnih odpadkovMonika Uremović, 2024, master's thesis Abstract: Fosilna goriva so neobnovljivi energetski viri (premog, nafta, zemeljski plin in njihovi derivati), ki so nastali iz starodavnih rastlin in živali. Ta goriva so ključna za današnjo energetsko porabo, saj zagotavljajo okoli 80 % svetovne energije. Kljub njihovemu prispevku k industrializaciji in razvoju imajo negativen vpliv na okolje in podnebje, saj sproščajo ogljik v atmosfero. Fosilna goriva so omejen vir, ki se ne more hitro obnavljati, zato postaja prehod na obnovljive vire, kot sta sončna in električna energija, vse bolj nujen.
Naraščajoče svetovno prebivalstvo povzroča hitro večanje števila trdnih komunalnih odpadkov in s tem povezanih problemov ‒ onesnaževanje okolja, naraščajoči stroški in kopičenje odlagališč z odpadki. V ta namen bi v okviru krožnega gospodarstva razvili alternativne načine obdelave, s katerimi bi zmanjšali količino odpadkov in jih pretvorili v različne vrste energij.
Namen magistrskega dela je izvesti različne simulacije proizvodnje sintetičnega bencina iz trdnih komunalnih odpadkov, od sortiranih, delno sortiranih do nesortiranih, s pomočjo programa Aspen Plus pri različnih pogojih obratovanja (tlak in temperatura).
Najprej smo izvedli simulacije proizvodnje sintetičnega bencina pri sortiranih trdnih komunalnih odpadkih, kjer smo nadalje opazovali vpliv na proizvodnjo s spreminjanjem temperature oziroma tlaka. Nato smo izvedli še simulacijo proizvodnje sintetičnega bencina iz sortiranih trdnih komunalnih odpadkov z uporabo ogljikovega dioksida, predhodno pridobljenega iz dimnih plinov s separacijo na koloni PSA. Na koncu smo izvedli še simulacije proizvodnje sintetičnega bencina iz delno in še nesortiranih trdnih komunalnih odpadkov.
Ugotovitve so pokazala, da so bili najboljši rezultati pri simulaciji proizvodnje sintetičnega bencina iz sortiranih trdnih komunalnih odpadkov z uporabo ogljikovega dioksida iz dimnih plinov, ki je bil predhodno pridobljen s separacijo na koloni PSA. Prav tako so rezultati pokazali, da se proizvodnja zmanjšuje s povečanjem temperature pri istem tlaku in obratno povečuje s povečanjem tlaka pri isti temperaturi.
Keywords: sintetičen bencin, sintezni plin, trdni komunalni odpadki, dimni plini, krožno gospodarstvo, simulacija, Aspen Plus
Published in DKUM: 09.10.2024; Views: 0; Downloads: 12
 Full text (3,04 MB) |
2. Proizvodnja etanola iz bioplinaAjda Raj Miloševič, 2024, master's thesis Abstract: V zadnjem času se pospešeno raziskujejo možnosti pridobivanja energije, goriv in raznih kemikalij iz bioplina. Bioplin, ki je sestavljen predvsem iz CH4 in CO2, lahko uporabimo za proizvodnjo sinteznega plina, iz katerega pa lahko pridobivamo etanol. Etanol se lahko uporablja kot alternativno gorivo za motorna vozila in za ogrevanje stanovanj. V hrani in pijači deluje kot konzervans ali sredstvo za aromatiziranje. Prav tako pa se pogosto uporablja kot surovina v kemijski in farmacevtski industriji.
V okviru magistrske naloge smo obravnavali proizvodnjo etanola iz bioplina. Osnovni cilj magistrske naloge je bil določiti optimalne pogoje za proizvodnjo etanola iz bioplina s pomočjo programa Aspen Plus. V ta namen smo izvedli numerično simulacijo proizvodnje etanola pri različnih obratovalnih pogojih (temperatura, tlak) in pri različnih sestavah vhodne surovine (količina dodanega CO2 in vodne pare). Z analizo teh vplivnih parametrov smo določili optimalne pogoje za proizvodnjo etanola.
Dobljeni rezultati kažejo, da največjo količino nastalega etanola dosežemo pri temperaturi 200 °C, tlaku 50 bar, količini dodanega CO2 300 kmol/h in pri količini dodane vodne pare 400 kmol/h. Pri teh optimalnih vrednostih vplivnih faktorjev se lahko količina proizvedenega etanola poveča tudi do 15 %.
Keywords: bioplin, sintezni plin, proizvodnja etanola, simulacija z Aspen Plus, optimiranje
Published in DKUM: 25.09.2024; Views: 0; Downloads: 7
Full text (2,10 MB) |
3. Primerjava med dejansko in simulirano katalitično proizvodnjo sinteznega plina : magistrsko deloEva Rozman, 2024, master's thesis Abstract: Zaradi vse večjega števila prebivalstva, širjenja industrije in pospešene gospodarske rasti se poraba električne energije eksponentno povečuje. Večina elektrike je še vedno proizvedena iz neobnovljivih virov energije, predvsem iz fosilnih goriv. Ravno tako se na odlagališčih, v naravi in v morju kopiči vse več odpadkov, ki niso ali ne morejo biti reciklirani. S proizvodnjo sintetičnega plina iz trdnih komunalnih odpadkov, bi pripomogli k proizvodnji energije, ki bi vsaj delno pomagala ohranjati okolje.
Namen magistrske naloge je bila simulacija proizvodnje sinteznega plina z računalniškim programom Aspen Plus pri različnih sestavah vhodnih surovin in primerjava simulirane proizvodnje z dejansko proizvodnjo v industriji.
V prvem delu smo izvedli simulacijo s katero smo preverili točnost sistema. V drugem delu smo spreminjali razmerje trdnih komunalnih odpadkov in lesne biomase na vtoku v proizvodnjo.
Ugotovili smo, da so trdni komunalni odpadki in lesna biomasa bolj donosni kot zemeljski plin. Na sintezno pozitivno vpliva večja količina trnih komunalnih odpadkov in manjša količina vodne pare.
Keywords: sintezni plin, trdni komunalni odpadki, simulacija, Aspen Plus, lesna biomasa
Published in DKUM: 24.04.2024; Views: 269; Downloads: 58
Full text (7,13 MB) |
4. Predelava odpadnega jedilnega olja in maščob : magistrsko deloAnalina Kralj, 2024, master's thesis Abstract: Nepravilno odlaganje odpadnega olja in maščob v današnji družbi predstavlja velik ekološki problem zaradi številnih posledic. Odpadno olje, ki ne pristane na posebej primernih odlagališčih onesnaži prst, uničuje mikroorganizme ter popolnoma spremeni biološke in kemijske procese v prsti. S pravilnim ravnanjem poskrbimo za njegovo predelavo in odpadno kuhinjsko olje spremenimo v dragoceno surovino za proizvodnjo metanola. Ena izmed možnih predelav je pretvorba odpadnih olj v metanol ali druge pomembne kemikalije. V magistrskem delu so prikazane simulacije uplinjanja 4 različnih odpadnih olj (sončničnega, palmovega, olivnega in repičnega olja) in nadaljnja proizvodnja metanola. Uplinjanje olja v sintezni plin je postopek, pri katerem se odpadno olje pretvori v plinasto obliko. Sintezni plin (sestavljen predvsem iz vodika, ogljikovega dioksida, ogljikovega monoksida) se uporabi kot surovina za pridobivanje metanola. V zaključnem delu želimo poiskati kritične parametre, ki ključno vplivajo na proces pridelave metanola. Z analizo občutljivosti ugotoviti, kako obratovalni pogoji vplivajo na množinski pretok metanola in določiti optimalne pogoje. Iz rezultatov sklepamo, da je proizvodnja metanola odvisna od vrste uporabljenega odpadnega olja in od obratovalnih pogojev. Ugotovili smo, da je največja proizvodnja metanola dosežena z uporabo repičnega olja. Z oceno stroškov pogonskih sredstev smo preračunali, da je takšen proces stroškovno dražji, saj potrebuje največ energije za delovanje. Povzamemo lahko, da so olja z višjo vsebnostjo ogljikovodikov bolj primerna za proizvodnjo metanola. Sledita olivno in sončnično olje, medtem ko se palmovo olje izkaže za najmanj učinkovito.
Keywords: Odpadno jedilno olje, uplinjanje, sintezni plin, metanol
Published in DKUM: 28.03.2024; Views: 259; Downloads: 33
Full text (4,61 MB) |
5. Razvoj in implementacija simulacijskega modela reaktorja za Fisher-Tropschevo sintezo za zeleni prehod v AVL CRUISE TM M : magistrsko deloJan Gimpelj, 2023, master's thesis Abstract: V tem magistrskem delu smo se osredotočili na študij in modeliranje visokotemperaturnega Fischer-Tropschevega procesa, s poudarkom na razumevanju procesnih pogojev, vloge katalizatorjev in mehanizmov kemijske reakcije. Fischer-Tropscheva sinteza je kemijski postopek za pretvorbo sinteznega plina, mešanice ogljikovega monoksida in vodika, v ogljikovodike. Osrednji del dela je bil razvoj kinetičnega modela in njegova implementacija v programih Aspen Plus in CRUISETM M. Glavni cilj študije je bil raziskati in primerjati izhodne rezultate obeh programov, opazovati vpliv parametrov, kot so temperatura, sestava vtoka in tlak, na presnovo reaktantov in proizvodnjo produktov, ter proučiti vpliv diskretizacije v programu CRUISETM M. Rezultati analize kažejo razlike v izračunanih vrednostih med obema programoma. V programu Aspen Plus smo opazili večjo presnovo reaktantov oziroma večji masni pretok nasičenih in nenasičenih ogljikovodikov. V obeh simulacijah smo med produkti opazili največji masni delež pentana. V nadaljevanju smo se posvetili primerjavi rezultatov z literaturo, s posebnim poudarkom na analizi parametra α (verjetnost rasti verige), ki vpliva na distribucijo ogljikovodikov na izhodu iz reaktorja. V študiji smo preučevali tudi vpliv različnih faktorjev, kot so temperatura, sestava vtoka in tlak na rezultate reakcije Fischer-Tropscheve sinteze. Rezultati kažejo, da temperatura, sestava vtoka in tlak občutno vplivajo na selektivnost in količino produktov. Študija predstavlja pomemben prispevek k boljšemu razumevanju Fischer-Tropschevega procesa, saj ponuja podrobno analizo vpliva različnih parametrov na reakcijski sistem. Poleg tega kinetični model, implementiran v dveh različnih programskih okoljih, predstavlja koristno orodje za nadaljnje študije in optimizacijo procesa Fischer-Tropsch.
Keywords: Fischer-Tropscheva sinteza, CRUISE TM M, Aspen Plus, sintezni plin, bencin, dizelsko gorivo
Published in DKUM: 11.09.2023; Views: 360; Downloads: 53
Full text (2,64 MB) |
6. SEŽIGALNICE KOMUNALNIH ODPADKOV IN TERMODINAMIČNI VIDIK PROCESAAlen Krošelj, 2017, master's thesis Abstract: Delo opisuje in predstavi delovanje izbranih sežigalnic komunalnih odpadkov. Predstavljeno je delovanje sežigalnice na premično rešetko ter sežigalnic s fluidiziranim slojem. Posebna pozornost je namenjena čiščenju dimnih plinov. Predstavljene so glavne metode čiščenja. Predstavljena je tudi uporaba RDF-goriv in opisani so postopki, kako sežigalnica na to gorivo deluje. Opravili smo tudi izračun energetske učinkovitosti za področje Spodnjeposavske regije in JV Slovenije. Prav tako smo naredili pregled količine goriva, ki se nahaja v Spodnjeposavski regiji in v JV Slovenije. Predvideli smo ekonomsko analizo za sežig na rešetki.
Keywords: komunalni odpadki, sintezni plin, emisije, lebdeči sloj, sežigalnice, mešani komunalni odpadki, mešana komunalna embalaža, lahka frakcija, RDF
Published in DKUM: 19.05.2017; Views: 3568; Downloads: 501
Full text (2,47 MB) |
7. Optimizacija proizvodnje sinteznega plina iz trdnih komunalnih odpadkovAlen Moharič, 2017, master's thesis Abstract: Industrijski razvoj in gospodarska rast temeljita na veliki rabi energije, pridobljene večinoma iz neobnovljivih virov, predvsem iz fosilnih goriv. Tako kot prizadevanja za uporabo obnovljivih virov energije, so tudi vedno večji pritiski glede odlagališč odpadkov in njihovega recikliranja. Ena od možnosti za zmanjšanje količin odpadkov na odlagališčih je njihovo sežiganje, pri tem pa nastajajo snovi, ki se dajo koristno uporabiti, kot je sintezni plin.
Namen magistrske naloge je bila simulacija proizvodnje sinteznega plina iz trdnih komunalnih odpadkov s programom Aspen Plus pri različnih obratovalnih pogojih (temperatura, tlak) reformerjev oziroma pirolizatorjev ter nadaljnja optimizacija teh pogojev s programom GAMS.
Najprej smo izvajali simulacije s spreminjanjem temperature in tlake v procesnih enotah, kjer smo proizvajali sintezni plin iz zemeljskega plina in/ali bioplina in/ali celuloze. Iz dobljenih temperaturnih in tlačnih odvisnosti smo narisali diagrame, iz katerih smo dobili odvisnosti za vse komponente. Dobljene rezultate smo nato uporabili pri programiranju s programom GAMS.
Z optimiranjem v programu GAMS, smo določali optimalno temperaturo in tlak obratovanja, pri namenski funkciji, ki išče maksimalni dobiček, pri čemer smo določili tudi razmerje surovin, iz katerih lahko proizvajamo sintezni plin (zemeljski plin ali bioplin, celuloza, polietilen).
Keywords: sintezni plin, trdni komunalni odpadki, simulacija z Aspen Plus, optimiranje
Published in DKUM: 30.03.2017; Views: 1693; Downloads: 332
Full text (2,30 MB) |
8. Simulacija uplinjanja energentov za proizvodnjo energije in sintetičnih gorivMarko Agrež, 2016, doctoral dissertation Abstract: Organizacija delovanja Elektro Energetskega Sistema (EES) v Republiki Sloveniji vključuje veliko faktorjev s katerimi se ta proces izvršuje – proizvajalce energije, prenos in distribucijo energije do končnih odjemalcev. V tem procesu je potrebno vzdrževati ravnotežje med proizvodnjo in porabo električne energije v realnem času. ELES je v Sloveniji zadolžen za stabilno delovanje prenosnega sistema in v sklopu interkonekcije (UCTE) tudi za ohranjanje ravnotežja med proizvodnjo in porabo sosednjih EES. Ravnotežje se ohranja z izvajanjem elektroregulacij – primarne, sekundarne in terciarne, ki jih večinoma izvajajo termoelektrarne – rotacijska rezerva. Izvajanje regulacij ima negativen vpliv na stabilno delovanje termoelektrarn in zmanjšuje tudi njihovo proizvodno razpoložljivost ter učinkovitost. Problem stabilnega obratovanja se pojavi zlasti v primeru nenapovedanega vklopa sončnih elektrarn (fotovoltaika) in vetrnih turbin. Zaradi optimizacije delovanja sistema se predlaga, da bi tako proizvedeno energijo uporabili za uplinjanje odpadkov. Namesto zmanjšanja moči delujočih proizvodnih virov in posledičnega znižanja izkoristkov, bi sistem bremena prevzel uplinjevalni sistem.
Za izvajanje tega procesa je primerno blato iz komunalnih čistilnih naprav (KČN), katerega je potrebo predhodno posušiti. Posušeno blato z manj kot 10% vezane vlage je snovno primerna materija za transport v uplinjevalnik, kjer v procesu uplinjanja pridobimo sintezni plin, ki ga lahko uporabimo za pogon plinskih turbin ali pa iz njega pridobimo druge uporabne kemijske snovi (vodik, metanol…).
Seveda je potrebno celotno snovno-energijsko verigo predhodno pripraviti in ustrezno organizirati.
Z uporabo predlaganega sistema rešujemo več problemov hkrati :
• Zmanjšuje se količino blata iz KČN odloženega na deponije,
• Proces sušenja podaljšuje čas obratovanja elektrarn v režimu soproizvodnje (elektrika + toplota)
• Zmanjša se plačilo ekoloških taks,
• Pridobi se dodaten energijski vir,
• Zagotovi se obratovanje elektrarn v optimalni obratovalni točki z najvišjim izkoristkom,
• ELES si zagotovi dodatne tehnične zmožnosti za izvajanje regulacij (sekundarna, terciarna) še zlasti zaradi premajhnih kapacitet za izvajanje negativne terciarne regulacije.
Ker je za izvajanje TRM in ostalih regulacij pridobljena količina blata v RS premajhna, so v raziskavo vključeni tudi ostali energenti, predvsem biomasa in premog. Zasnovo tovrstnih več funkcionalnih energetskih sistemov smo poimenovali IGMFCC – Integrated Gasification Multifuel Combined Cycle. Ti sistemi temeljijo na tehnologiji uplinjanja energentov. Njihova glavna prednost je, da je sintezni plin očiščen vseh polutantov še pred njegovo uporabo bodisi v plinskih turbinah, plinskih kotlih,motorjih z notranjim izgorevanjem ali pa v nadaljni proizvodnji kemikalij. Tako zasnovani energetski sist
Keywords: Uplinjanje, odpadki, sintezni plin, elektrika, moč, regulacija, akumulacija
Published in DKUM: 15.11.2016; Views: 2385; Downloads: 169
Full text (10,25 MB) |
9. Energetska izraba biomase s soproizvodnjo toplotne in električne energije (SPTE) na osnovi organskega rankinovega krožnega procesa (ORC)Andrej Orel, 2016, master's thesis Abstract: V 21. stoletju temelji proizvodnja naše najžlahtnejše koristne energije − elektrike približno dve tretjini na fosilnih gorivih, kar predstavlja resen okoljski problem s trendom naraščanja. V magistrskem delu so predstavljeni alternativni procesi na osnovi organskega Rankinovega krožnega procesa (ORC), ki v osnovi izvira iz klasičnega Rankinovega vodno-parnega procesa. Prikazane so implementacije ORC tehnologije z različnimi obnovljivimi viri energije (solarna, geotermalna energija, biomasa) ter izraba odvečne toplote. Osredotočili smo se na evropsko tržišče proizvajalcev ORC naprav in energetsko politiko posameznih držav glede ORC tehnologije. Pri izbiri delovnega medija smo obravnavali medije, ki so primerni za energetsko izrabo biomase in za višji temperaturni nivo nad 300 °C. Pri različnih temperaturnih nivojih in za različne vire pridejo v poštev različni ekspanzijski stroji. Opisali smo turbine in volumetrične stroje, ki so poznani iz hladilne tehnike. Različne tehnike zgorevanja in uplinjanja biomase omogočajo njeno vsestransko uporabo ob učinkovitem čiščenju produktov zgorevanja oziroma uplinjanja. V sklepnem delu je izdelan koncept uplinjanja biomase z ORC procesom in hlajenjem proizvedenega sinteznega plina v toplotnih prenosnikih z naprednim sistemom čiščenja. Proizvedeni sintezni plin pa smo koristno uporabili na plinskih motorjih, ki proizvajajo električno energijo in vročo vodo.
Keywords: ORC proces, organski Rankinov proces, ORC naprava, vodno-parni krožni proces, biomasa, sintezni plin, delovni medij, OMTS, ekspanzijski stroj, kurišče, uplinjanje, uplinjevalna naprava, čiščenje dimnih plinov, čiščenje sinteznega plina, toplotni prenosniki, hlajenje sinteznega plina, plinski motor
Published in DKUM: 06.06.2016; Views: 1932; Downloads: 204
Full text (5,72 MB) |
10. SIMULACIJA FISCHER - TROPSCHOVE SINTEZE OGLJIKOVODIKOV S PROGRAMSKIM PAKETOM ASPEN PLUSMiloš Ilić, 2013, undergraduate thesis Abstract: Glavni cilj diplomske naloge je pokazati energetsko učinkovitost in ekonomsko analizo Fischer-Tropschove sinteze ogljikovodikov glede na uporabljene surovine in nastale produkte. Za simulacijo procesa je uporabljen programski paket Aspen Plus® V7.3.2.. Simulacija je sestavljena iz dveh delov. V prvem je predstavljena F-T sinteza iz sinteznega plina, v drugem pa ločevanje nastalih produktov sinteze. Sintezni plin je pridobljen z uplinjanjem premoga, njegovo H2/CO razmerje pa je kasneje regulirano z reakcijo z vodno paro (WGS). F-T sinteza poteka v izotermnem reaktorju ob prisotnosti kobaltovega katalizatorja. Glavna produkta sta bencin in plinsko olje, stranski pa plinski tok, ki se uporabi v plinski parnem postroju za proizvodnjo električne energije. Vsi uporabljeni procesni pogoji in parametri so vzeti iz industrije za čim bolj realne rezultate.
V diplomskem delu je natančno opisano načrtovanje posameznih procesnih enot v programskem paketu Aspen Plus® V7.3.2..
Keywords: Fischer-Tropschova sinteza, Aspen Plus® V7.3.2., sintezni plin, vodni potisni plin, bencin, plinsko olje.
Published in DKUM: 29.11.2013; Views: 2311; Downloads: 216
Full text (3,05 MB) |
