Technologie bioenergetyczne
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 0600-S2-SP/W-TB |
Kod Erasmus / ISCED: |
13.3
|
Nazwa przedmiotu: | Technologie bioenergetyczne |
Jednostka: | Wydział Chemii |
Grupy: |
Przedmioty specjalnościowe - stacjonarne studia drugiego stopnia (S2) |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Wymagania wstępne: | Do realizacji przedmiotu niezbędne jest zaliczenie zajęć: „Chemia organiczna”, „Chemia fizyczna”. Przed rozpoczęciem nauki student zna właściwości fizykochemiczne biomasy, alkoholi, olejów roślinnych, węglowodorów. |
Całkowity nakład pracy studenta: | 1. 30 h wykład 2. 60 h laboratorium 3. 30 h ćwiczenia 4. 40 h praca indywidualna 5. 50 h czas wymagany na przygotowanie w procesie oceniania 6. Całkowity czas nakładu pracy studenta to 210 h. |
Efekty uczenia się - wiedza: | W1: Zna i rozumie procedury pozyskiwania odpadowej biomasy leśnej i rolniczej na cele energetyczne – K_W05. W2: Zna zasady zakładania plantacji roślin energetycznych – K_W02 W3: Rozumie etapy rozwoju technologii efektywnego spalania i współspalania biomasy i paliw tradycyjnych w energetyce lokalnej przy zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań technicznych – K_W05. W4: Zna potencjał i metody pozyskiwania biopaliw ciekłych: bioetanolu, biodiesela, bioeterów, rozumie pojęcie racjonalnej gospodarki biomasą w gminie w ramach koncepcji zrównoważonego rozwoju – K_W10 W5: Zna praktyczne aspekty pozyskiwania biogazu z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych i/lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów w gminie – K_W05. W6: Zna i wymienia właściwości fizykochemiczne i energetyczne biogazu, sposoby oczyszczania i wzbogacania tego produktu – K_W02 W7: Zna praktycznego uwarunkowania budowy i eksploatacji biogazowni, rozumie dynamikę i statykę płynów – K_W13 W8: Zna procesy przenoszenia ciepła: przewodności, konwekcji, promieniowania – K_W01 W9: Zna stan aktualny i perspektyw rozwoju bioenergetyki w Polsce – K_W02 |
Efekty uczenia się - umiejętności: | U1: Opisuje prawa chemiczne – K_U01. U2: Posiada umiejętności wykonywania pomiarów podstawowych wielkości chemicznych oraz potrafi opracować wyniki eksperymentów chemicznych – K_U01. U3: Potrafi dobrać optymalne warunki przeprowadzenia procesu technologicznego – K_U03. U4: Umie zaprojektować i przeprowadzić badania właściwości kinematycznych brykietów z biomasy – K_U03. U5: Potrafi przeprowadzić badanie procesu spalania biomasy w kotle – K_U03. U6: Umie oznaczyć metale ciężkie w popiołach ze spalenia biomasy – K_U14. U7: Potrafi przeprowadzić analizę biogazu składowiskowego – K_U14. U8: Umie przeprowadzić analizę zawartości benzenu i toluenu w parafinach – K_U14. U9: Potrafi opracować wybrany temat z zakresu technologii bioenergetycznych i zaprezentować go – K_U08. U10: Umie obliczyć typowe zadania inżynierskie dotyczące bilansu masy i ciepła oraz mechaniki płynów – K_U03. U11: Potrafi przeprowadzić badania w instalacjach przemysłowych – K_U07. |
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne: | K1: Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego uczenia się przez całe życie; potrafi samodzielnie podjąć działania w celu poszerzania i pogłębiania wiedzy chemicznej – K_K01. K2: Posiada świadomość możliwości praktycznego wykorzystania i znaczenia dla gospodarki związków chemicznych i nowych materiałów oraz potencjalnych zagrożeń związanych z ich wykorzystywaniem; potrafi zidentyfikować i rozstrzygnąć związane z tym dylematy – K_K03. K3: Zna aspekty prawne, ekonomiczne, środowiskowe i społeczne związane z wytwarzaniem substancji chemicznych, stosowaniem bioenergii oraz utylizacją odpadów przemysłowych i komunalnych; ma świadomość odpowiedzialności za podejmowane badania i eksperymenty – K_K04. K4: Potrafi odpowiednio określić priorytety służące rozwiązaniu określonego przez siebie lub innych problemu chemicznego – K_K05. K5: Potrafi formułować i przedstawiać opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych i osiągnięć w tej dyscyplinie – K_K07. |
Metody dydaktyczne: | Wykład: Wykład z prezentacjami multimedialnymi. Laboratorium: Samodzielna praca laboratoryjna. Ćwiczenia: Metoda aktywizacyjna, ćwiczenia rachunkowe, ćwiczenia z zadaniem zastępczym, metoda przypadków. |
Skrócony opis: |
Przedmiot pozwoli zapoznać się z pozyskiwaniem energii z biomasy stałej, biopaliw ciekłych i biogazu. Student pozna uwarunkowania budowy i eksploatacji biogazowni, właściwości fizykochemiczne i energetyczne biogazu, sposoby oczyszczania i wzbogacania tego produktu oraz proces kogeneracji energii elektrycznej i ciepła w silnikach iskrowych. Student pozna metody przenoszenia ciepła: przewodność, konwekcja, promieniowanie, ogólne współczynniki przenoszenia ciepła. |
Pełny opis: |
Wykład: Wykład pozwoli uzyskać wiedzę na temat: 1. Pozyskiwania odpadowej biomasy leśnej i rolniczej na cele energetyczne. 2. Zakładania plantacji roślin energetycznych. 3. Rozwoju technologii efektywnego spalania i współspalania biomasy i paliw tradycyjnych w energetyce lokalnej przy zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań technicznych. 4. Potencjału i metod pozyskiwania biopaliw ciekłych: bioetanolu, biodiesela, bioeterów. 5. Racjonalnej gospodarki biomasą w gminie w ramach koncepcji zrównoważonego rozwoju, praktyczne aspekty pozyskiwania biogazu z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych i/lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów w gminie, 6. Właściwości fizykochemicznych i energetycznych biogazu, sposoby oczyszczania i wzbogacania tego produktu. 7. Praktycznego uwarunkowania budowy i eksploatacji biogazowni. 8. Dynamiki i statyki płynów. 9. Przenoszenia ciepła: przewodności, konwekcji, promieniowania. 10. Stanu aktualnego i perspektyw rozwoju bioenergetyki w Polsce. Ćwiczenia: W ramach ćwiczeń realizowana jest tematyka wykładów ilustrowana przykładami obliczeniowymi obejmującymi aspekty środowiskowe i ekonomiczne pozyskiwania bioenergii. Studenci opracowują również wybrany temat z technologii bioenergetycznych i prezentują go podczas ćwiczeń oraz obliczają typowe zadania inżynierskie dotyczące bilansu masy i ciepła oraz mechaniki płynów. Zakres tematów: 1. Pozyskiwanie odpadowej biomasy. 2. Plantacje roślin energetycznych. 3. Aglomeryzacja biomasy. 4. Spalanie i współspalanie biomasy. Zgazowanie i piroliza biomasy stałej. 5. Biopaliwa alkoholowe i eterowe. 6. Oleje roślinne, biodiesel. Biogaz: powstawanie i wzbogacanie. Bioenergia z odpadów. 7. Bioenergia w Polsce. 8. Dynamika i statyka płynów: płyn idealny a rzeczywisty, równania przepływów, opór przepływu, liczby krytyczne, wysokość pompowania, rodzaje pomp, pompy odśrodkowe. 9. Przenoszenie ciepła: przewodność, konwekcja, promieniowanie, ogólne współczynniki przenoszenia ciepła, wrzenie, kondensacja, wymiana ciepła, powierzchnia wymiany ciepła. Laboratorium: W ramach laboratorium realizowane są badania w instalacjach przemysłowych oraz laboratoryjne: 1. Badanie właściwości kinematycznych brykietów z biomasy. 2. Badanie procesu spalania biomasy w kotle. 3. Oznaczanie metali ciężkich w popiołach ze spalenia biomasy. 4. Analiza biogazu składowiskowego. 5. Analiza zawartości benzenu i toluenu w parafinach. |
Literatura: |
1. R. Buczkowski (red.), Technologie proekologiczne w przemyśle i energetyce województwa kujawsko-pomorskiego, Wyd. UMK, Toruń 2004. 2. B. Igliński, R. Buczkowski, M. Cichosz, Energia alternatywna w województwie kujawsko-pomorskim, Wyd. UMK, Toruń 2008. 3. B. Igliński, R. Buczkowski, M. Cichosz, Technologie bioenergetyczne, Wyd. UMK, Toruń 2009. 4. W.M. Płanowski, W.M. Ramm, S.Z. Kagan, Procesy i aparaty w technologii chemicznej, WNT, Warszawa 1974. 5. K.F. Pawłow, P.G. Romankow, A.A. Noskow, Przykłady i zadania z zakresu aparatury i inżynierii chemicznej, WNT, Warszawa 1971. |
Metody i kryteria oceniania: |
Wykład: egzamin pisemny – standardowa skala ocen – W1-W9, U1, U10. Laboratorium: zaliczenie na podstawie wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych, raporty z wykonanych zadań – U1-U8, K1-K5. Ćwiczenia: zaliczenie ustne oraz praca semestralna – U9-U11, K1, K5. Zagadnienia egzaminacyjne: 1. Pozyskiwanie odpadowej biomasy leśnej i rolniczej na cele energetyczne. 2. Zakładanie plantacji roślin energetycznych. 3. Rozwój technologii efektywnego spalania i współspalania biomasy i paliw tradycyjnych w energetyce lokalnej przy zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań technicznych. 4. Potencjał i metody pozyskiwania biopaliw ciekłych: bioetanolu, biodiesela, bioeterów. 5. Racjonalna gospodarka biomasą w gminie w ramach koncepcji zrównoważonego rozwoju, praktyczne aspekty pozyskiwania biogazu z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych i/lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów w gminie, 6. Właściwości fizykochemiczne i energetyczne biogazu, sposoby oczyszczania i wzbogacania tego produktu. 7. Praktycznego uwarunkowania budowy i eksploatacji biogazowni. 8. Dynamika i statyka płynów. 9. Przenoszenie ciepła: przewodność, konwekcja, promieniowanie. 10. Stanu aktualny i perspektyw rozwoju bioenergetyki w Polsce. |
Praktyki zawodowe: |
nie dotyczy |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.