Schválené projekty 2010

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2010

Přidělená částka z MŠMT na VŠB-TUO - 25 868 000,-Kč

fakultačástka v tis. Kč
FBI 622
EKF 2 146
FAST 1 139
FS 4 030
FEI 4 339
HGF 6 187
FMMI 7 405
CELKEM 25 868
KódSP/201077
Název projektuOvěření procesu termického zpracování odpadů v laboratorních podmínkách
ŘešitelFiedor Jiří Ing., Ph.D.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2010 - 31.12.2010
Předmět výzkumuPředmětem výzkumu projektu bude sestavení moderní laboratorní aparatury, která bude sloužit pro zpracování různých druhů odpadů (směsných komunálních, polymerních, metalurgických apod.) termickými metodami a to jak v nadstechiometrickém, tak i v podstechiometrickém obsahu kyslíku v reakčním prostoru vůči hořlavým látkám odpadu. Bude se tedy jednat o systematické spalování, zplyňování případně pyrolýzu vybraných druhů odpadů, přičemž u všech zmíněných procesů budou sledovány hmotnostní a materiálové toky vstupních a výstupních produktů, včetně toku toxických prvků a sledování charakteru výstupní plynné, kapalné i tuhé fáze. Na podkladě znalosti charakteru jednotlivých produktů opouštějících zmíněné termické procesy bude navrženo jejich další využití.
Členové řešitelského týmuDr. Stanislav Bartusek
Ing. Radim Doležílek
Ing. Jiří Fiedor, Ph.D.
Ing. Daniel Hladký
doc. Ing. Petr Jančík, Ph.D.
Ing. Pavlína Mihoučová
Bc. Pavla Musialková
Ing. Irena Pavlíková
Ing. Pavel Platoš, Ph.D.
Ing. Marta Pukovcová
Ing. Veronika Šimková
Ing. Lukáš Večerka
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Hlavním cílem výzkumu je zapojení studentů doktorského a navazujícího magisterského studia do laboratorního výzkumu, kdy v prvních fázích řešení projektu budou řešit sestavení jednotky pro termické zpracování odpadních materiálů a v dalších fázích budou sledovány materiálové, hmotnostní a tepelné toky procesů zpracování vybraných druhů odpadních materiálů, včetně hodnocení charakteru a složení výstupních produktů jednotlivých experimentů.
1. Fáze řešení projektu
Sestavení laboratorní aparatury pro termické metody zpracování odpadů jak v oxidačních, tak i v redukčních podmínkách spočívající v opatření nové spalovací pece (již k dispoizici) dalšími potřebnými komponenty, v zajištění dokonalé těsnosti systému a zejména vhodného odtahu odpadních plynů. Laboratorní jednotka bude sestávat z laboratorní pece, na níž budou navazovat další komponenty jako chladicí zařízení, jednotka pro odběr plynné fáze, zařízení pro odběr kapalné a tuhé fáze apod. Pro účely termického zpracování odpadů (spalování, pyrolýzy, zplyňování) bude do reakčního prostoru pece vkládána retorta o celkovém objemu 5 dm3 zpracovávaného vzorku. Studenti budou muset v této fázi řešit správnou instalaci zařízení, umístění přístroje, dokonalé utěsnění celého systému, zejména reakční retorty a následného chladicího zařízení a odběrných míst pro plynnou a kapalnou frakci a dále pak odtah odpadních plynů z laboratoře.
2. Fáze řešení projektu
V další fázi bude provedena série měřených experimentů za různých procesních podmínek. Bude proveden odběr a úprava vzorků vybraných druhů odpadních materiálů (komunálních, metalurgických, polymerních apod.) v laboratorních podmínkách na laboratorním nožovém a vibračním mlýnu a homogenizace těchto vzorků. V případě spalování odpadů budou zkoumány především možnosti využití produktů po spalování a to zejména s ohledem na obsah toxických prvků ve vyhořelé škváře a v popílku, který bude odebírán z proudu spalin. Tyto produkty budou upravovány na analytický stav a budou analyzovány na Centru nanotechnologií VŠB – TUO metodou rentgenové fluorescenční spektrometrie na vybrané toxické prvky. Bude rovněž sledována účinnost spalování s ohledem na zbytkový obsah celkové hořlaviny ve vyhořelé škváře. V případě redukčních metod zpracování se bude jednat jednak o sledování hmotnostní bilance vznikajících produktů, kdy lze na podkladě změny reakčních podmínek (rychlost ohřevu reakční retorty, dosažená teplota apod.) ovlivňovat výnosy produktů a jednak o stanovení složení výstupních produktů, zejména plynné frakce, která je pak dále využitelná zejména energeticky. V případě pevné frakce (koks, polokoks) budou zkoumány sorpční schopnosti stanovením jodového absorpčního čísla a v případě kapalné fáze dojde k rozdestilování na lehkou, střední a těžkou frakci, kdy zejména lehká frakce je využitelná jako přísada do motorové nafty.
3. Fáze řešení projektu
Na základě výsledků měřených experimentů se předpokládá provedení modelování procesů prostředky CFD analýzy v programu FLUENT. Bude zkoumáno rychlostní a teplotní pole uvnitř pece během termického rozkladu. V rámci matematického modelování bude testován přenos dat z CAD prostředí pro potřeby CFD analýzy. Cílem řešení bude vizualizace teplotního a rychlostního pole uvnitř laboratorní aparatury pro termické metody zpracování odpadů.
Výsledkem řešení projektu bude získání poznatků o procesech tepelného zpracování odpadů v laboratorních podmínkách za různých procesních podmínek, kdy budou připravené vzorky zpracovávány jednak v oxidační atmosféře a jednak v redukčních podmínkách. Různými procesními podmínkami je dále myšleno rychlost ohřevu reakční komory, dosažená teplota zpracování, doba zdržení materiálu v reakčním prostoru apod. Dalším výsledkem bude sestavená moderní a fungující laboratorní jednotka, která bude opatřena mikroprocesorem pro řízení ohřevu pece, průtoku reakčních medií, měření teplot apod. a která bude sloužit pro další výzkumné aktivity v oblasti termického zpracování odpadů.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
8000,-42709,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)5120,-31872,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti2880,-10837,-
2. Stipendia13000,-67500,-
3. Materiálové náklady68250,-82125,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek68250,-15250,-
5. Služby28250,-51781,-
6. Cestovní náhrady111250,-37635,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory33000,-33000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady330000,-
Uznané náklady330000,-
Celkem běžné finanční prostředky330000,-330000,-