Navazující magisterský studijní program N2313 Procesní inženýrství

Transkript

1 N2313 Procesní inženýrství Ústav procesního a ekologického inženýrství Technická 2896/ Brno tel.: fax: upei@fme.vutbr.cz web:

2 Co je Procesní inženýrství? Procesní inženýrství je obor, který má značnou šíři záběru a týká se řady odvětví a směrů, jako jsou potravinářské výroby, výroba papíru a celulózy, biotechnologie, petrochemie, farmaceutické výroby, čištění odpadních vod, čištění vzduchu, termické zpracování odpadů s využitím energie a další. Absolventi oboru Procesní inženýrství mají možnost perspektivního uplatnění zejména v následujících oblastech činnosti: návrh, projekce a realizace rekonstrukce a modernizace tvorba podpůrných softwarových produktů řízení procesů a výrob, optimalizace investiční, technické, ekonomické a ekologické studie řízení jakosti sledování bezpečnosti a spolehlivosti zastoupení zahraničních firem vědeckovýzkumná a pedagogická činnost na vysokých školách atd.

3 Charakter výuky Některé z předmětů jsou vyučovány v angličtině. Zapojení špičkových externích odborníků z praxe do výuky. Aktivní zapojení studentů do problémů řešených pro průmysl, výzkum a vývoj. Důraz kladen na rozvoj tvůrčích schopností studenta. Součástí výuky jsou experimentální práce v laboratořích (včetně populární úlohy vaření piva). Studijní stáže studentů na řadě partnerských zahraničních univerzit. Výuka přizpůsobena aktuálním požadavkům průmyslové sféry. Ochotní a vstřícní lektoři rodinné zázemí. Možnost pokračování v doktorském studiu.

4 Vyučované předměty Teoretické znalosti pokrývají předměty: Tepelné pochody, Hydraulické pochody, Aplikovaná fyzikální chemie, Konstrukce procesních zařízení, Energie a emise, Mechanické pochody, Difuzní pochody. Praktické zkušenosti jsou předávány zejména externími lektory v předmětech: Experimentální metody, Systémové inženýrství, Projektování a řízení procesů, Realizace investičních záměrů, Řízení projektů, Troubleshooting, Výrobní linky a průmyslové aplikace. Pozn: Podrobná aktuální skladba předmětů a jejich zaměření je k dispozici na

5 Studijní zázemí Dvě plně vybavené počítačové učebny s přístupem na internet a tiskárnou pro potřeby studentů. Prostory ústavu pokryty signálem Wi-Fi pro přístup na internet. Moderní přístup k výuce - učebny vybaveny digitálními projektory. Častá organizace exkurzí do průmyslových provozů (jednotky pro energetické využívání odpadů, čistírny odpadních vod, teplárny, elektrárny atd.). Využití moderního software FLUENT, SOLIDWORKS, CHEMCAD, ANSYS, MAPLE atd. Úzká spolupráce s předními českými i zahraničními firmami jako jsou např. W.L. GORE & Assoc., KOCH-GLITSCH, UNIS, ABB Lummus Global, Procter & Gamble.

6 Návaznosti studia Bakalářský studijní program Titul Bc. Obecný typ studia Profesní typ studia Energetika, procesy a ekologie Magisterský studijní program Titul Ing. Doktorský studijní program Titul Ph.D.

7 Návaznosti prací Bakalářská práce (Bc.) Hodnocení současné situace ve vybrané oblasti řešení Diplomová práce (Ing.) Řešení konkrétních úkolů z vybrané oblasti Doktorská práce (Ph.D.) Nové poznatky, přínos v dané oblasti

8 Věda a výzkum Výzkumný záměr MSM "Ekologicky a energeticky řízené soustavy zpracování odpadů a biomasy" (prestižní projekt strategického významu). směrnice Evropské unie obnovitelné zdroje energie ÚČINNÉ A EFEKTIVNÍ PROCESY ZPRACOVÁNÍ ODPADŮ A BIOMASY minimalizace škodlivých emisí ochrana životního prostředí + trvale udržitelný rozvoj "NÁSTROJE" VÝZKUMU teorie a modelování experiment provozní data VÝZKUMNÝ ZÁMĚR výzkumná činnost PŘÍNOS VÝZKUMU obnovitelné zdroje energie vliv na životní prostředí výroba produktů zpracování odpadů zpracování biomasy ZAMĚŘENÍ VÝZKUMU procesy zařízení recyklace netermické kombinace termické odpad jako alternativní palivo zplyňování směsi (plasty, textil atd.) specifické oblasti kaly produkty využití reziduí spalování energie průmyslové komunální

9 Uplatnění absolventů Díky širokému záběru studijního oboru N2313 Procesní inženýrství jsou jeho absolventi flexibilní a najdou uplatnění např. v těchto průmyslových oblastech: ochrana životního prostředí a ekologické jednotky a provozy (čistírny odpadních vod, termické a netermické zpracování odpadů, jednotky pro čištění exhalací z průmyslových a energetických zdrojů atd.) potravinářský průmysl (pivovary, sladovny, cukrovary, mlékárny, čokoládovny atd.) průmysl zpracování ropy a zemního plynu chemický průmysl (výroba pracích prášků, kosmetiky, plastů atd.) spotřební průmysl (keramický, zpracování stavebního materiálu, gumárenský atd.) farmaceutický průmysl výroba papíru a celulózy biotechnologie energetický průmysl (externí energetické systémy, obnovitelné zdroje energie, kogenerace atd.)

10 Vybrané příklady řešených problémů zapojení studentů do výzkumu, vývoje a průmyslových realizací v rámci bakalářských a diplomových prací Ústav procesního a ekologického inženýrství Technická 2896/ Brno tel.: fax: upei@fme.vutbr.cz web:

11 Zkušebna hořáků Nejmodernější zkušebna hořáků v Evropě umístěná v laboratořích ÚPEI

12 Prototyp jednotky pro energetické využití biomasy Charakteristické vlastnosti: prototyp ryze české moderní technologie pro energetické využití biomasy a fytomasy teplovodní kotelna o výkonu 1 MW s vysokou termickou účinností, která umožnuje testování v provozním měřítku umožňuje spalování různých druhů biomasy od pilin a standardní dřevní štěpky až po cíleně pěstovanou energetickou fytomasu dodávanou ke kotelně ve formě slisovaných balíků. KOMÍN Sekundární vzduch DOPRAVNÍK BALÍKU ROZDRUŽOVAC BALÍKU VENTILÁTOR ZAVÁŽECÍ LIS BIOMASA VYHRNOVAC PALIVA KOTEL Primární vzduch MULTICYKLÓN Recykl spalin PREDEHREV SEK. VZDUCHU

13 Energetické bilance kalových koncovek Analýzy a návrhy energetických a ekonomických bilancí kalových koncovek čistíren odpadních vod spalovna kalů ÚČOV Praha vyhnívací nádrže usazovací nádrže aktivační nádrže dosazovací nádrže

14 Jednotka pro termické zneškodňování odpadních plynů Od myšlenky po realizaci jednotka pro termické zneškodňování odpadních plynů s i m u l a c e m a t. m o d e l o v á n í e x p. v ý z k u m m o d e l o v á n í C F D r e a l i z a c e

15 Systémy čištění spalin Zcela nové a původní systémy pro čištění spalin

16 Hodnocení provozů spaloven odpadů Snižování koncentrace škodlivých emisí využitím nových technologií Spalovna komunálního odpadu Termizo Liberec, a.s. (destrukce dioxinů, energetické bilance, optimalizace provozu).

17 Výměníky tepla Výzkum a vývoj nekonvenčních tepelných výměníků pro různá média. Vpravo: výměník spaliny-olej Dole: výměník voda-kal

18 Pevnostní výpočty a napěťové analýzy Pevnostní výpočty a napěťové analýzy Problematika mísení médií v nátrubku Analýza MKP čisticího otvoru velkokapacitní nádrže Výpočtový model Napětová analýza Termohydraulické analýzy

19 Výběr z témat bakalářských prací pro rok 2006/2007 Ústav procesního a ekologického inženýrství Technická 2896/ Brno tel.: fax: upei@fme.vutbr.cz web:

20 Biomasa Energetické využití biomasy v České republice Charakter práce: rešerše Obsah práce: zhodnocení současného stavu využívání biomasy v ČR, technické a ekonomické parametry biomasy, praktické zkušenosti (pěstitelé, odběratelé).

21 Bioplyn a kaly Bioplyn v praxi a jeho využití Charakter práce: rešerše Obsah práce: popis vzniku bioplynu, vlastnosti a energetické využití bioplynu. Spalné teplo a výhřevnost čistírenského kalu Charakter práce: výpočet Obsah práce: složky kalu jako paliva, vztahy pro výpočet a vlastní výpočet, zhodnocení vlivu vlhkosti kalu.

22 Obnovitelné zdroje energie Návrh systému ohřevu TUV pro zásobování RD solárními kolektory Charakter práce: výpočet, schematický výkres Obsah práce: technický návrh systému ohřevu TUV včetně investičních a provozních nákladů, porovnání s tradičními systémy ohřevu TUV. Netradiční využití energie větru Charakter práce: studie Obsah práce: druhy větrných elektráren v ČR, možnosti akumulace energie větru pro využití v energetických špičkách, návrh technologie.

23 Čistírny odpadních vod Mechanické předčištění na ČOV Charakter práce: rešerše, výpočet, schéma, (výkres) Obsah práce: popis jednotlivých částí (lapák štěrku, hrubé česle, čerpací stanice, dešťová zdrž, lapák písku, pračka a třídička písku, usazovací nádrž), návrh čerpadel, výpočet vybraných částí.

24 Čištění spalin Predikce a minimalizace tvorby skleníkových plynů Charakter práce: rešerše Obsah práce: souvislosti mezi rozvojem energetiky, tvorbou skleníkových plynů a dopady na životní prostředí, zpracování rozvahy o celosvětové produkci CO 2 v důsledku spalování fosilních paliv, potenciální cesty vedoucí ke snižování emisní skleníkových plynů, zejména CO 2, do atmosféry. Vyhodnocení emisního měření se zřetelem na účinnost odstraňování těžkých kovů Charakter práce: rešerše, vyhodnocení dat Obsah práce: vyhodnocení emisního měření se zřetelem na účinnost odstranění těžkých kovů, stanovení bilance separačního zařízení, zpracování podkladů z konkrétních emisních měření.

25 Experimentální jednotky Čištění spalin obsahujících SO 2, HCl, HF a těžké kovy pomocí experimentální jednotky INTEQ Charakter práce: rešerše, práce ve 3D, výkresy Obsah práce: rešerše suchého vypírání spalin a způsobů dávkování sorbentů, navržení dávkovacího zařízení sorbentu, podílení se na realizaci. Dávkování lehkého topného oleje Charakter práce: rešerše, výpočet, výkres Obsah práce: rešerše charakteristik paliv spadajících do skupiny LTO, ohřevu látek s nízkým bodem vzplanutí, čerpání kapalin s vyšší viskozitou, návrh dávkovacího okruhu.

26 Malá energetika Systém pro výpočet stěžejních parametrů u energeticky náročného spotřebitele Charakter práce: výpočty, programování Obsah práce: seznámení se s dokumentací systému pro výpočet hmotnostních a energetických bilancí a její rozšíření, teoretický návrh a případně následná implementace jednoduchého výpočtového modulu (Delphi).

27 Pevnostní výpočty Kontrola zatížení přírub tlakové nádoby Charakter práce: výpočet Obsah práce: pevnostní kontrola přírub tlakové nádoby dle normy EN popřípadě ASME. Návrh experimentálního zařízení pro teplotní zkoušku materiálu Charakter práce: rešerše, výpočet, návrh Obsah práce: návrh experimentálního zařízení pro zkoušky materiálů namáhaných teplotním a mechanickým zatížením.

28 Výměníky tepla Výpočtový systém výměníků tepla vytvořený v Delphi Charakter práce: programování Obsah práce: vytvoření výpočtového systému výměníků tepla v programovacím jazyce Delphi. Aspekty, predikce a omezení zanášení výměníků tepla - Fouling Charakter práce: rešerše Obsah práce: popis zanášení a jeho vzniku, podmínky omezení zanášení, vliv na návrh výměníku, čištění.

29 Výpočtové systémy Zásady správného použití 3D CAD systémů v procesním inženýrství I, II Charakter práce: 3D modely, výkresy Obsah práce: základy správného postupu při modelování jednoduchých dílů, knihovna standardních dílů, součásti potrubních větví, podklady pro výuku SolidWorks v oboru procesní inženýrství. CFD model cyklónu Charakter práce: CFD výpočet Obsah práce: vytvoření výpočetního modelu cyklónu aparátu, který se často využívá v systémech čištění spalin, výpočet proudění pomocí CFD, vizualizace výsledků.

30 Zpracování a energetické využití odpadů Posuzování energetického využití odpadů ve spalovnách komunálních odpadů Charakter práce: rešerše, výpočet, schémata Obsah práce: studium podkladů a příslušné legislativy, vyhodnocení provozních ukazatelů, programová realizace postupu vyhodnocení. Způsoby rekultivace tělesa skládky komunálních odpadů Charakter práce: rešerše, schéma, nákres Obsah práce: formulovat způsoby a postupy rekultivace zařízení na zneškodňování odpadů a uvést požadavky na následnou péči.

31 Témata diplomových prací Témata diplomových prací obvykle navazují na bakalářskou práci vypracovanou studentem ve třetím ročníku bakalářského studia. Student je veden ke koncepčnímu řešení daného problému tak, aby získal komplexní přehled v dané problematice. Výsledkem je návrh konkrétního řešení v dané oblasti. Návazností bakalářské a diplomové práce je možné více prohloubit znalosti studenta.

32 Kontakty Ústav procesního a ekologického inženýrství Technická 2896/ Brno tel.: fax: upei@fme.vutbr.cz web: