Aparáty a procesy chemických výrob

Doc. Dr. Ing. Tomáš Moucha (vedoucí)
Doc. Ing. Václav Linek, CSc.
Ing. František Hovorka, CSc.
Ing. Michal Kordač, PhD.
Ing. František Jonáš Rejl, Ph.D.
Ing. Lukáš Valenz, Ph.D.

Historie a zaměření skupiny

Výzkumná skupina Aparáty a procesy chemických výrob navazuje svojí činností na výzkum profesora George L. Standarta, který po studiu na z "California Institute of Technology" se zasloužil o rozvoj chemického inženýrství c tehdejším Československu a založil Katedru aparátů kde působil v letech 1950-1968. V současné době se skupina zabývá základním výzkumem přenosu hmoty mezi kapalnou a plynnou fází a aplikačním výzkumem tohoto jevu v kolonových aparátech (absorpčních a destilačních kolonách), v míchaných aerovaných tancích (fermentorech), v ejektorech a probublávaných kolonách.

Základní výzkum

Cílem základního výzkumu skupiny je vývoj metodik a výběr vhodných modelových systémů pro měření styčné plochy mezi fázemi, koeficientů přestupu hmoty, tlakových ztrát, spotřeby energie, tj. veličin, používaných k návrhu absorpčních a destilačních kolonách, ejektorových a mechanicky míchaných probublávaných reaktorů (fermentorů).

Dalším cílem je ověřování platnosti základních předpokladů a teorií o chování fázového rozhraní plyn-kapalina a vlivu základních fyzikálně-chemických veličin a základních provozních veličin na koeficient přestupu hmoty.

Pro tyto potřeby má skupina zařízení pro sledování kinetiky chemických reakcí, kinetiky absorpce doprovázenou chemickou reakcí se známou mezifázovou plochou a malé modelové aparáty, které slouží pro ověřování metodik a získávání dat v laboratorním měřítku.

Aplikovaný výzkum

Aplikační činnost skupiny je zaměřena na spolehlivé dimenzování a cíleně navrhované úpravy průmyslových zařízení vedoucí k intenzifikaci v nich probíhajících procesů. Spolehlivost návrhů a úprav zařízení je založena na spolehlivosti transportních charakteristik používaných k návrhu. Ta jsou měřena v naší laboratoři vyvinutými nebo ověřenými metodikami na aparaturách poloprovozní velikosti, zaručující jejich přenositelnost na větší, průmyslová zařízení.

Pro tyto potřeby je skupina vybavena:

• absorpční kolonou o průměru 0,3 m a výšce výplně do 1,5m;
• destilační kolonou o průměru 0,15 m a výškou výplně 2 m;
• vícemíchadlovými probublávanými tanky o průměru 0,3 m a 0,6 m;
• probublávanou kolonou s ejektorovým distributorem plynu o průměru 0,3 m, výšce 2 m, maximální průtok kapaliny odstředivým čerpadlem 10 m³;

Zařízení jsou vyrobena z ušlechtilé nerezové oceli, skla a chemicky odolných plastů.

Spolupráce s průmyslem

Naše skupina se intenzivně podílí na měření dat a návrzích aparátů pro významné české a světové průmyslové podniky a výrobce. Mezi naše nejfrekventovanější klienty patří společnosti:

• Macco Organiques s.r.o.
• Lovochemie a. s., Lovosice
• Škoda Power Doosan a.s., Plzeň
• Unipetrol a.s.
• Raschig GmbH, Ludwigshafen
• GTC Technology, Houston, Texas

Absolventi

Naši absolventi získají zkušenosti se systematickým přístupem k práci, který zohledňuje jak potřeby průmyslových zařízení, tak i výsledky špičkového výzkumu v dané oblasti. Studenti mají možnost účastnit se celého procesu od návrhu jednotlivých částí aparátů, jejich konstrukce a výroba, měření experimentálních dat i využití získaných dat pro návrhy průmyslových zařízení. Kromě získávání praktických zkušeností si studenti mohou vybrat i převážně teoretický přístup k problematice s využitím matematického modelování a moderních simulačních programů.

Procesní a systémové inženýrství

Doc. Vaněk, Dr. Kohout

Využití špičkového software (ASPEN, HySYS) pro návrh, výpočty, optimalizaci a řízení technologických procesů.