Elektrotechnologie utylizacji odpadów i odzysku surowców

Dr inż. Grzegorz Raniszewskip. 121 c

Laboratorium analizy mikroskopowejLaboratorium nanotechnologii

grzegorz.raniszewski@p.lodz.pl

Dr inż. Grzegorz RaniszewskiInstytut Mechatroniki i Systemów

Informatycznychp. 121 c grzegorz.raniszewski@p.lodz.plwww.raniszewski.imsi.plwww.imsi.plgodziny przyjęć: środa 10.00-11.00

czwartek 11.00-12.00

Przydatne dane

Początek zajęć – 8:30Nie wolno w sali spożywać posiłków.Nie wolno wnosić napojówŹle będzie widziane zajmowanie się czymś

innym na komputerze.Obecność obowiązkowaKurtki, płaszcze, parasole należy zostawić w

szatni

Zasady

Praca zespołowaPraca na zajęciach i postępy w pisaniu pracy

pisemnejPraca pisemnaPrezentacjaOcena partnerów z zespołu

Zaliczenie

1. Paliwo z odpadów organicznych2. Zgazowanie węgla3. Energia z wysypisk4. Energia z oczyszczalni ścieków5. Energia z biomasy6. Energia z odpadów medycznych7. Energia ze spalania odpadów komunalnych8. Plazmowa piroliza odpadów

Przykładowe tematy

9. Przetworzenie CO2 10. Samochód elektryczny11. Samochód na ogniwa paliwowe12. Silnik na wodór13. Silnik na gaz CNG…14. Odzysk surowców z azbestu, odzysk

surowców…15. Likwidacja freonów i innych gazów

cieplarnianych16. Przetwarzanie pyłów hutniczych na…17. Utylizacja odpadów chromowych18. ….

Przykładowe tematy

Energetyczne wykorzystanie odpadów Utylizacja azbestu Utylizacja gleb i gruntów Utylizacja popiołów ze spalarni odpadów technologie uzyskiwania paliw z odpadów

przemysłowych i komunalnych Utylizacja odpadów promieniotwórczych Utylizacja odpadów in-situ Plazmowe technologie utylizacji odpadów Ekonomiczne aspekty gospodarki odpadami

Przykładowe zagadnienia

Czyste technologie energetyczne to przede wszystkim systemy umożliwiające przetwarzanie np. energii słonecznej w energię cieplną lub elektryczną, zdolne do pozyskiwania tej energii o kosztach porównywalnych z technologiami tradycyjnymi (opartymi na paliwach kopalnych).

Czyste technologie energetyczne

Technologie zwiększające efektywność wytwarzania

energii elektrycznej.

Technologie oksyspalania węgla do efektywnego i niskoemisyjnego wytwarzania energii elektrycznej.

Technologia zgazowania węgla do wysokoefektywnej produkcji energii i paliw.

Technologie energetyki odnawialnej, w tym alternatywnej.

Czyste technologie energetyczne – kluczowe zagadnienia

koncepcja i modelowanie procesów odzysku i

akumulacji ciepła odpadowego bloku energetycznego oraz wykorzystanie go do podgrzewania powietrza wlotowego, wody zasilającej kocioł i suszenia węgla brunatnego;

integracja odzysku ciepła z systemem wychwytu CO2;

wpływ schładzania spalin wylotowych bloku na procesy odsiarczania, powstawania osadów i korozji wymienników ciepła i kanałów wylotowych;

Technologie zwiększające efektywność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła – przykładowe zagadnienia

modelowanie i badania współpracy bloku

energetycznego w „czystej technologii węglowej” z systemem elektroenergetycznym;

program technologiczny współ spalania biomasy;

technologie skojarzonego wykorzystania ciepła i elektryczności.

Technologie zwiększające efektywność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła – przykładowe zagadnienia

kryteria przydatności węgli do procesu oksyspalania;

optymalizacyjne symulacje numeryczne oraz analizy systemowe oksyspalania fluidalnego i pyłu węglowego w bloku energetycznym;

koncepcja i badania pilotażowe ciśnieniowego oksyspalania węgla;

technologie usuwania CO2 ze strumienia spalin po procesach oksyspalania;

optymalizacja procesu wytwarzania tlenu.

Technologie oksyspalania węgla do efektywnego i niskoemisyjnego wytwarzania energii elektrycznej. – przykładowe zagadnienia

procesy zgazowania węgla w zależności od jego

właściwości; nowe techniki przygotowania węgla i mieszanek

węgiel – biomasa do procesu zgazowania; badania pilotażowe opracowanego ciśnieniowego

procesu zgazowania węgla; testowanie procesów oczyszczania i konwersji gazu

syntezowego; technologie zgazowania węgla do zastosowań w

syntezie chemicznej.

Technologia zgazowania węgla do wysokoefektywnej produkcji energii i paliw –

przykładowe zagadnienia

zintegrowane systemy wytwarzania gazów

syntezowych do produkcji paliw płynnych z wykorzystaniem energii źródeł odnawialnych;

rozwój technologii energetycznego wykorzystania biomasy, m.in. w spalarniach odpadów komunalnych, oraz biopaliw; koncepcje i instalacje pilotażowe skojarzonych układów mikrogeneracji pracujących w mikrosieciach, m.in. nowej generacji siłowni wiatrowych i małych elektrowni wodnych;

generowanie energii w ekologicznie czystych siłowniach słonecznych, w tym opracowanie polimerowych ogniw fotowoltaicznych oraz silników o cyklu C–R (Claussius–Rankine);

Technologie energetyki odnawialnej, w tym alternatywnej – przykładowe zagadnienia

nowe materiały i technologie układów

magazynowania energii elektrycznej uzyskiwanej z ekologicznych, odnawialnych rozproszonych siłowni (m. in. słonecznych);

technologie wodorowe (wytwarzanie i magazynowanie wodoru, ogniwa paliwowe); nadprzewodnikowe zasobniki oraz superkondensatory.

Technologie energetyki odnawialnej, w tym alternatywnej – przykładowe zagadnienia

Materiały, technologie i wiedza niezbędne do budowy samowystarczalnych domów mieszkalnych, dostosowanych do warunków lokalnych. Zapewniają one także energię dla ogrzewania, chłodzenia i gotowania oraz energię elektryczną do oświetlenia. To część technologii budowy tzw. domów pasywnych

Tanie budownictwo samowystarczalne energetycznie

W zakresie zmniejszenia energochłonności gospodarki przez rozwój i wdrażanie rozwiązań energooszczędnych w przemyśle, usługach oraz gospodarstwach domowych kluczowe zagadnienie badawcze to:

Zwiększenie efektywności użytkowania energii finalnej.

Tanie budownictwo samowystarczalne energetycznie

W zakresie nowoczesnych konstrukcji, technologii i materiałów w budownictwie komunikacyjnym, mieszkaniowym i użyteczności publicznej z uwzględnieniem recyklingu kluczowe zagadnienia badawcze to:

Konstrukcje i materiały o wysokiej trwałości dla infrastruktury komunikacyjnej;

Materiały budowlane pochodzące z odpadów;

Tanie budownictwo samowystarczalne energetycznie

Materiały budowlane o wysokiej wytrzymałości i

trwałości wytwarzane z wykorzystaniem nowoczesnych technologii, np.: nanotechnologii, mikrotechnologii, biotechnologii do modyfikacji struktury materiałów;

Konstrukcje budowlane oraz materiały do izolacji cieplnej;

Utylizacja zużytych materiałów budowlanych;

Zeroemisyjne materiały i wyroby budowlane

Konstrukcje i materiały o wysokiej trwałości dla infrastruktury komunikacyjnej;

Tanie budownictwo samowystarczalne energetycznie

W zakresie zapewnienie bezpieczeństwa, niezawodności i trwałości obiektów budowlanych kluczowe zagadnienia badawcze to:

Bezpieczeństwo, trwałość, użytkowalność i niezawodność obiektów budowlanych;

Energooszczędne technologie budowy, przebudowy i remontu obiektów budowlanych;

Metody zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego obiektów budowlanych;

Metody przebudowy obiektów zabytkowych z zachowaniem ich bezpieczeństwa i użytkowalności

Tanie budownictwo samowystarczalne energetycznie

Pojazdy hybrydowe to pojazdy dostępne dla masowego odbiorcy z zasilaniem łączącym silnik spalinowy z innym źródłem energii. Te same zagadnienia technologiczne dotyczą pojazdów elektrycznych z różnymi typami ogniw, będących źródłem prądu elektrycznego.

Pojazdy hybrydowe i transport niekonwencjonalny

Bezpieczne, efektywne i ekologiczne środki transportu. nowoczesne systemy zarządzania transportem i infrastrukturą transportową

Kluczowe zagadnienia: Konstrukcje i systemy chroniące użytkowników i

ratujące ich w przypadku awarii; „Inteligentny pojazd” oraz „inteligentna

infrastruktura” dostarczające i przetwarzające dane o stanie pojazdu lub infrastruktury, warunkach ruchu, zagrożeniach, zachowaniach użytkowników pojazdów i infrastruktury;

Pojazdy hybrydowe i transport niekonwencjonalny

Bezpieczne, efektywne i ekologiczne środki transportu. nowoczesne systemy zarządzania transportem i infrastrukturą transportową

Kluczowe zagadnienia: Materiały i systemy pozwalające na zmniejszanie

emisji zanieczyszczeń; Rozwój i eksploatacja „czystych” pojazdów

zbiorowego transportu miejskiego, wykorzystujących energie odnawialne;

Niezawodność i trwałość statków powietrznych

Pojazdy hybrydowe i transport niekonwencjonalny

Budowa sieci czujników CBRN w dużych miastach w celu wczesnego ostrzegania przed zagrożeniem bezpieczeństwa publicznego i zdrowia obywateli w wyniku wypadku, ataku, lub wystąpienia naturalnych niebezpiecznych zjawisk.

Miejskie sieci czujników chemicznych, biologicznych, radiologicznych i

nuklearnych

Nanokompozyty zamiast dotychczas stosowanych biocydów i innych środków dezynfekcyjnych (promieniowanie, temperatura, chlor) czyli środki:

Nieszkodliwe dla środowiska

Nieszkodliwe dla ludzi i zwierząt

Nie jest trucizną (chemia)

Permanentne działanie

Nanotechnologie w ochronie środowiska

Woda:

oczyszczanie mikrobiologiczne zainfekowanych zbiorników i rurociągów wody pitnej i technologicznej

Nanotechnologie w ochronie środowiska

Powietrze:

oczyszczanie powietrza wychodzącego z zakładów produkcyjnych i hodowlanych

oczyszczanie powietrza wewnątrz obiektów z grzybów, pleśni ,bakterii i wirusów

eliminacja odorów i wyziewów ze zbiorników gnilnych i oczyszczalni ścieków

zapobieganie nadmiernej emisji wyziewów ze zbiorników gnojowicowych (lagun)

Nanotechnologie w ochronie środowiska

Energooszczędne oświetlenie oparte o

nanotechnologie

Nowe materiały i katalizatory dla energii z wodoru z odnawialnych źródeł

Membrany ceramiczne o porach nanoskopowych

Nanotechnologie w kolektorach słonecznych.

Folie do ogniw słonecznych

Termoelektryczność

Termofotowoltaika

Nanotechnologie w ochronie środowiska

Trzeba uwzględnić w pracy pisemnej i prezentacji: Krótkie wprowadzenie opisujące o czym jest praca Wstęp teoretyczny Analiza SWOT BAT uzasadnienie wyboru tematu przegląd technologii/opis tematu uwzględnienie kosztów/zysków Analiza opłacalności

Zawartość pracy pisemnej i prezentacji

Charakterystyka działalności/przedsięwzięcia. Charakterystyka problemu, który dany pomysł może

rozwiązać. Charakterystyka rynku (m.in. kto jest odbiorcą, podział odbiorców/klientów) Jakie są potrzeby/oczekiwania klientów? W jaki sposób

prezentowane Czy rozwiązanie odpowiada na te potrzeby? Czy do istniejącej sytuacji coś można dodać, zmienić? Czy popyt w danej dziedzinie jest rosnący czy

malejący? W których dziedzinach jest najwyższy wzrost?

Zawartość pracy pisemnej(dodatkowo punktowane zagadnienia)

Czy popyt ulega wahaniom sezonowym? Jaka jest konkurencja na rynku? W jakim zakresie nasz pomysł jest lepszy a w jakim

gorszy? Jeśli wnosimy jakąś innowacje to co by było nowością? Co potrzebujemy do realizacji pomysłu? Czy dany pomysł poprawia konkurencyjność na rynku? Czy dany projekt wprowadza lub ulepsza nowe

produkty? Jak wpływa na środowisko naturalne?

Można uwzględnić w pracy pisemnej i prezentacji

Szukanie materiałów i ostateczny wybór tematu

Prezentacja ogólny plan pracy

Przegląd technologii

Analiza SWOT

Analiza BAT

Analiza ekonomiczna

Źródła finansowania

Prezentacja

Zaliczenie

Etapy prac – po każdym etapie krótka prezentacja postępów prac

Co najmniej tydzień przed ostatnimi zajęciami

na których będą prowadzone prezentacje

terminy