Počkejte prosím...
Energie a paliva

Energie a paliva

CHYBI CHARAKTERISTIKA PROGRAMU

Cílem doktorského studijního programu Energie a paliva je výchova kvalifikovaných odborníků, kteří budou schopni v praxi využívat nejnovější vědecké poznatky týkající se chemického a energetického zpracování a využití pevných, kapalných a plynných paliv a biopaliv, a rovněž i chemických technologií používaných v energetice. Studenti získají široký chemicko-inženýrský základ rozšířený o detailní znalosti konkrétních technologií a rovněž další dovednosti, jak se samostatně plánovat a řídit výzkumné aktivity, orientovat se v moderních informačních technologiích, efektivně využívat elektronické informační zdroje, komplexně zpracovávat a vyhodnocovat experimentální data a připravovat kvalitní vědecké publikace a prezentace.

Uplatnění

Absolventi najdou uplatnění v manažerských pozicích výrobců a distributorů paliv, v energetice nebo ve státní správě, a rovněž i jako vědečtí pracovníci v oblasti aplikovaného výzkumu. Absolvent zaměření Technologie ropy a alternativních paliv má komplexní znalosti technologií zpracování ropy na pohonné hmoty, topné oleje, asfalty, maziva a petrochemikálie. Je rovněž odborníkem na využití alternativních surovin pro výrobu paliv a chemikálií. Umí řešit ekologické problémy spojené se zpracováním ropy a využitím produktů jejich zpracování. Absolvent zaměření Chemické technologie v energetice je odborníkem v oblasti chemie a technologie klasických fosilních, jaderných a obnovitelných energetických systémů. V jeho kompetencích je optimalizace chemických režimů energetických oběhů, navrhování a provoz technologií úpravy napájecích, procesních a odpadních vod v energetice a je korozním specialistou v oblasti energetiky. Má rovněž kvalifikaci pro řešení environmentálních dopadů energetických výrob. Absolvent zaměření Plynná a pevná paliva je odborníkem pro navrhování technologií pro zušlechťování pevných paliv a biopaliv termickými postupy a rovněž i technologií pro čištění energetických plynů, bioplynu, spalin a odpadních plynů. Má kompetence pro analýzu a odstraňování škodlivých látek ze spalin a z odpadních plynů znečišťujících ovzduší, a s tím související dohled nad dodržováním legislativy. Je specialistou pro řízení činností v oblasti těžby, úpravy, přepravy, skladování a distribuce zemního plynu.

Detaily programu

Jazyk výuky Český
Standardní doba studia 4 roky
Forma studia Prezenční + kombinovaná
Garant studia None
Kód programu D202
Místo studia Praha
Kapacita 25 studentů
Počet vypsaných prací 17

Vypsané disertační práce

Degradace materiálů v plynném prostředí za vysoké teploty

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Kvůli ubývání zásob fosilních paliv je nutno hledat nové zdroje energie a dosahovat vyšší účinnosti při konverzi tepelné energie na elektrickou energii. Jednou z cest, jak nahradit část zdrojů produkujících energii spalováním fosilních paliv, je výroba tepelné a elektrické energie v jaderných štěpných reaktorech IV. generace. Je navrženo několik typů těchto zařízení lišících se druhem a fyzikálními vlastnostmi primárního chladiva, neutronovými toky v aktivní zóně, maximálním tepelným (a elektrickým) výkonem, atd. Jeden z možných typů primárního chladiva pro reaktory IV. generace je plynné helium o vysoké teplotě (až 1000°C i více) a tlacích (až 16 MPa). Toto chladivo je využíváno ve vysokoteplotních plynem chlazených reaktorech (High Temperature Reactors - HTR) a rychlých plynem chlazených reaktorech (Gas Cooled Fast Reactors - GFR). S reaktory typu HTR se v budoucnu počítá jako s náhradou menších a středních zdrojů elektrické energie (cca do 600 MW tepelných) spalujících fosilní paliva. Hélium o vysoké teplotě lze navíc využít přímo v technologických procesech, např. k přímé výrobě vodíku, výrobě vodního plynu z uhlí, aj. Reaktory typu GFR by navíc měli sloužit pro výrobu jaderného paliva pro ostatní typy reaktorů. Na druhou stranu prostředí helia za vysokých teplot a tlaků za současného působení radioaktivního záření klade značné nároky na odolnost konstrukčních materiálů. Tyto materiály lze v zásadě rozdělit na kovové (zejména různé typy ocelí) a nekovové (nukleární grafit, který slouží jako moderátor jaderné reakce a kompozitní materiály). U všech materiálů, které by měly být použity jako konstrukční materiály heliem chlazených jaderných reaktorů, je třeba popsat jejich chování a změny vlastností během expozice v prostředí helia za vysokých teplot a tlaků. Z testů, kterým by měly být materiály podrobeny, lze jmenovat např. testování vzorků kovových materiálů a grafitu za vysokých teplot a konstantního napětí při i bez vlivu radiace (creep), testování kovových materiálů při dynamickém namáhání (fatigue), vliv nečistot obsažených v heliu na změnu vlastností materiálů, oxidace grafitu v heliu obsahujícím nečistoty, vliv radioaktivity na změnu rozměrů, struktury a fyzikálních vlastností grafitu při vysokých teplotách, aj.

Fluidní spalování čistírenských kalů

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí

Hydrogenace produktů aldolové kondenzace

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Práce se bude zabývat hydrogenací produktů vzniklých aldolovou kondenzací např. furfuralu s acetonem či cyklohexanonem. Uvedené produkty jsou vysoce funkcionalizované, což činí jejich selektivní konverzi na komponenty leteckých biopaliv nebo bio-monomerů velmi náročnou. Klíčovým aspektem je vývoj stabilního a selektivního bifunkčního katalyzátoru, který umožní dosahovat vysokých výtěžků žádaných uhlovodíků nebo diolů. Hlavní pozornost proto bude zaměřena na syntézu, charakterizaci a testování katalyzátorů s cílem popsat vztah mezi složením a vlastnostmi katalyzátoru a jeho aktivitou a selektivitou a umožnit tak racionální návrh optimálního katalytického systému.

Hydrogenační zpracování pyrolyzátů z odpadních plastů a pneumatik

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

V ČR je ročně vyprodukováno více než 400 tis. tun plastových odpadů. Z tohoto množství je v rámci ČR cca 37 % hm. využito pro materiálovou recyklaci a 18 % hm. využito energeticky, tj. pro výrobu tepla a/nebo elektrické energie. Zbytek plastového odpadu (cca 45 % hm.) se energeticky nevyužívá ani nerecykluje. Jednou z možností materiálového využití odpadních plastů a pryže z pneumatik je jejich pyrolýzní zpracování na kapalný produkt, tzv. pyrolyzát, který je však nutné před jeho zpracováním v rafinérii hydrogenačně zpracovat. Náplní práce bude výzkum mírného a hlubokého hydrogenačního zpracování pyrolyzátů z odpadních plastů a pneumatik. Experimenty budou provedeny na testovací katalytické jednotce s pevným ložem katalyzátoru. Bude porovnávána aktivita různých typů katalyzátorů a dále bude studován vliv reakčních podmínek na složení plynných a kapalných produktů a jejich fyzikálně-chemické vlastnosti.

Hydrogenolýza nenasycených esterů na inovovaných katalyzátorech neobsahujících chróm

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Hydrogenolýza nenasycených esterů je důležitý průmyslový petrochemický proces, který využívá klasické ZnCr hydrogenolýzní katalyzátory. Tyto katalyzátory, zejména jejich výroba, představují významné riziko pro životní prostředí. Cílem dizertační práce je výzkum alternativních heterogenních katalyzátorů, které neobsahují chróm a zároveň vykazují aktivitu a selektivitu srovnatelnou se současnými komerčními ZnCr katalyzátory. Hlavní pozornost proto bude zaměřena na syntézu, charakterizaci a testování katalyzátorů s cílem popsat vztah mezi složením a vlastnostmi katalyzátoru a jeho aktivitou a selektivitou a umožnit tak náhradu ZnCr katalyzátorů.

Korozní praskání nízkolegovaných ocelí

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí
Vedoucí práce: doc. RNDr. Petr Sajdl, CSc.

Anotace

Práce se zabývá korozním praskáním na nízkolegovaných ocelích s důrazem na podmínky potrubních systémů, zejména na případy korozního napadení pod izolací, tj. z vnější strany stěny potrubí. Bude provedena rozsáhlá rešerše problematiky, experimentálních metod a způsobů uplatnění výsledků. Provedené experimenty simulující podmínky na potrubí přinesou informace o rychlosti růstu trhlin, jejich iniciaci a vztahu těchto dat se zatížením materiálu. Konfrontace získaných výsledků s reálnými daty z praxe a jejich uplatnění v metodikách hodnocení integrity potrubí povede ke značnému zpřesnění jejich výsledků, které jsou klíčové pro bezpečnost provozovaných zařízení.

Metody analýzy a možnosti stanovení zušlechťujících přísad v motorových palivech

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Motorová paliva často obsahují zušlechťující přísady, které při poměrně nízké koncentraci v palivu zvyšují jeho užitné vlastnosti. Přísady se do motorových paliv přidávají jednak standardně při výrobě nebo jsou aplikovány až dodatečně v podobě tzv. multifunkčních aditivačních balíčků, které bývají součástí prémiových paliv. V maloobchodní prodejní síti jsou dostupné rovněž přísady určené pro ošetření paliva přímo v nádrži vozidla. Náplní disertační práce bude vývoj a optimalizace metod pro analýzu přísad přidávaných do motorových paliv a metod umožňujících identifikaci a stanovení obsahu těchto přísad v motorových palivech.

Možnosti využití alternativních surovin v ropné rafinérii

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí

Netěsnosti přírubových spojů pro různá plynná média

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Práce je primárně zaměřena na studium netěsnosti přírubových spojů pro heliové systémy v konceptu reaktorů IV. generace. Součástí práce bude testování úniku i jiných plynných médií zejména zemního plynu nebo vodíku. Práce bude zaměřena nejen na testování úniků přes různé druhy těsnění, ale i na měření průniku plynů okolního prostředí do potrubních systémů za zvýšeného přetlaku a zvýšené teploty.

Odstraňování kationtů kovů z vodných roztoků speciálními sorbenty

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Tato práce se bude zabývat selektivní sorpcí kationtů kovů z vodných roztoků pomocí speciálních sorbentů. Používány budou např. oligoethylenaminové sorbenty, sorbenty s iminodioctovou funkční skupinou, karboxylové katexy a katexy s thiolovou funkční skupinou.

Odstraňování těžkých kovů ze spalin produkovaných při spalování uhlí

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Práce je zaměřena na testování adsorbentů vhodných k záchytu rtuti z modelových směsí simulujících spaliny z hnědého uhlí. Cílem práce je najít optimální adsorbenty umožňující efektivní záchyt rtuti z elektrárenských spalin produkovaných při spalování českého hnědého uhlí, zjistit adsorpční kapacity těchto adsorbentů pro rtuť za podmínek sorpce z elektrárenských spalin (vysoké teploty a vysoká vlhkost) a možnosti eventuální regenerace saturovaných adsorbentů. Práce je součástí grantového projektu TAČR.

Přeměna oxidu uhličitého na cenné produkty pomocí vodíkového plazmatu

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Technologie přeměny CO2 v dnešní době získávají zvýšenou pozornost také díky nové strategii EU Green Deal. V disertační práci bude prozkoumána technologie přeměny CO2 v reakci s H2 při velmi vysokých teplotách (5 000 °C) v generované termickém plazmatu s vodíkem jako stabilizačním plynem. Po komplexní technické simulaci bude rekonstruován 30 let starý plazmový hořák aby byl možný přímý nástřik CO2 do plazmového oblouku. Tato nová technologie bude testována s cílem přeměnit CO2 na alternativní paliva v rámci konceptu power2gas.

Stanovení složení zemního plynu Ramanovou spektroskopií

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Zemní plyn obsahuje uhlovodíkové i neuhlovodíkové složky, které se běžně dají stanovit pomocí plynové chromatografie. Využití Ramanovy spektroskopie pro analýzu látek obsažených v zemním plynu zatím nebylo ve větší míře studováno a využití této spektrální metody má do budoucna velký potenciál v porovnání s chromatografickými metodami. Cílem práce bude studium kvalitativní i kvantitativní analýzy složek zemního plynu pomocí Ramanovy spektroskopie.

Vliv vodíku v zemním plynu na plynárenskou infrastrukturu

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Práce je zaměřena na studium problematiky vlivu různého obsahu vodíku v zemním plynu na plynárenskou infrastrukturu. V současné době se uvažuje o cíleném přidávání vodíku do zemního plynu, ať už čistého vodíku nebo jako součást plynu produkovaného například katalytickou hydrogenací oxidu uhličitého. Problematika přidávání vodíku do zemního plynu zejména zahrnuje promíchávání přidávaného vodíku v plynovodním potrubí, vliv na spalné teplo zemního plynu a spalovací vlastnosti, vliv na měřicí a analytické systémy, těsnicí systémy, vliv při kompresi zemního plynu na kompresních stanicích, snížení dopravní kapacity, snížení methanového čísla a dále problematiku při skladování vodíku v podzemních zásobnících spolu se zemním plynem.

Využití kapalin z termického zpracování odpadních polymerních substrátů pro výrobu motorových paliv a petrochemikálií

Garantující pracoviště: Ústav technologie ropy a alternativních paliv, Fakulta technologie ochrany prostředí

Využití suchého reformingu při výrobě syntézního plynu

Garantující pracoviště: Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

V posledních letech je stále aktuální téma využití oxidu uhličitého v technologiích označovaných jako CCU (Carbon Capture and Utilization). Jednou z těchto technologií je využití oxidu uhličitého při reformování zemního plynu (methanu) při výrobě syntézního plynu, který je běžnou surovinou v rafinériích při zpracování ropy. Využití oxidu uhličitého při tomto procesu by umožnilo jeho využití a prodloužení jeho uhlíkové stopy. Cílem práce bude stanovit vhodné podmínky procesu (teplota, tlak), katalyzátory a kinetické podmínky. Pro možné průmyslové využití bude také vypracována energetická bilance procesu.

Výroba, charakterizace a použití biocharu

Garantující pracoviště: Ústav energetiky, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Biochar je ve své podstatě dřevěné uhlí, tj. porézní látka bohatá na uhlík. Práce bude zaměřena na výrobu, charakterizaci a použití biocharu. Proces výroby bude řešen ve spolupráci s českými producenty. Vlastnosti biocharů vyrobených z různých typů biomasy budou charakterizovány ve spolupráci s ústavy AV ČR primárně dle Evropské normy EBC (European Biochar Certificate) a mezinárodní standardizace IBI (IBI Biochar Standards), připravované evropské legislativy a též dalšími speciálními, vybranými analytickými metodami (XRD, XRF, SEM-EDX, XPS, FTIR, Ramanova spektroskopie, NMR, porozimetrie a termické analytické metody apod.). Použití biocharu bude zkoumáno laboratorními testy a reálnými aplikacemi ve spolupráci s ČZU. Partnery projektu jsou kromě zmíněných výzkumných institucí také soukromí zemědělci, Botanická zahrada v Praze a výrobci substrátů.


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi