Cílem této práce bylo testování čistě polymerní membrány a polymerních membrán s
různými přídavky iontových kapalin pro separaci oxidu uhličitého z bioplynu. Čistě
polymerní membrána byla připravena z polyvinylchloridu. Membrány s iontovými kapalinami byly taktéž připraveny z polyvinylchloridu a přídavku iontové kapaliny [emim][DCA] nebo [emim][Tf2N] Místo reálného bioplynu byla použita binární směs oxidu uhličitého a methanu v různých poměrech. Tato binární směs byla blízkým modelem pro chování reálného bioplynu, protože obsah dalších nečistot, které jsou v reálném bioplynu přítomny, je často nižší než 1 obj.%. Byla diskutována propustnost vlastních membrán a jejich selektivity.Kromě měření binárních směsí byla testována i propustnost čistých plynů připravenými membránami. Základní charakterizace vlastních membrán byla provedena měřením tloušťky před a po permeačním měření. Výsledky měření tlouštěk membrán byly statisticky zpracovány a diskutovány.
Anotace v angličtině
The aim of this work was the experimental study of both membranes, namely neat polymer membrane and membrane containing ionic liquid. The potential carbon dioxide removal was studied by the prepared membranes. The carbon dioxide separation is necessary for the biogas purification. First membrane was prepared from polyvinyl chloride. The ionic liquid membranes contained polyvinyl chloride and the addition of either [emim][DCA] or [emim][Tf2N]. The experimental tests were carried out with the model binary mixtures instead of a raw biogas. The model mixture is a good approximation of a raw biogas because the other impurities contain is usually lower than 1 vol.%. The various model mixtures were studied (i.e. different ratios between carbon dioxide and methane). The permeability and selectivity was discussed. Furthermore, the pure gases were studied as well. Moreover, the membranes were characterised by their thicknesses before and after permeation measurements. The discussion part includes the comparison of the membrane thicknesses.
Cílem této práce bylo testování čistě polymerní membrány a polymerních membrán s
různými přídavky iontových kapalin pro separaci oxidu uhličitého z bioplynu. Čistě
polymerní membrána byla připravena z polyvinylchloridu. Membrány s iontovými kapalinami byly taktéž připraveny z polyvinylchloridu a přídavku iontové kapaliny [emim][DCA] nebo [emim][Tf2N] Místo reálného bioplynu byla použita binární směs oxidu uhličitého a methanu v různých poměrech. Tato binární směs byla blízkým modelem pro chování reálného bioplynu, protože obsah dalších nečistot, které jsou v reálném bioplynu přítomny, je často nižší než 1 obj.%. Byla diskutována propustnost vlastních membrán a jejich selektivity.Kromě měření binárních směsí byla testována i propustnost čistých plynů připravenými membránami. Základní charakterizace vlastních membrán byla provedena měřením tloušťky před a po permeačním měření. Výsledky měření tlouštěk membrán byly statisticky zpracovány a diskutovány.
Anotace v angličtině
The aim of this work was the experimental study of both membranes, namely neat polymer membrane and membrane containing ionic liquid. The potential carbon dioxide removal was studied by the prepared membranes. The carbon dioxide separation is necessary for the biogas purification. First membrane was prepared from polyvinyl chloride. The ionic liquid membranes contained polyvinyl chloride and the addition of either [emim][DCA] or [emim][Tf2N]. The experimental tests were carried out with the model binary mixtures instead of a raw biogas. The model mixture is a good approximation of a raw biogas because the other impurities contain is usually lower than 1 vol.%. The various model mixtures were studied (i.e. different ratios between carbon dioxide and methane). The permeability and selectivity was discussed. Furthermore, the pure gases were studied as well. Moreover, the membranes were characterised by their thicknesses before and after permeation measurements. The discussion part includes the comparison of the membrane thicknesses.
Tématem experimentální bakalářské práce je membránová separace binární směsi oxidu uhličitého a methanu. Součástí práce bude i rešeršní část shrnující základní poznatky separace plynné směsi obsahující složky bioplynu, který je potenciálním biopalivem. Dále budou porovnány propustnosti čistých plynů a plynné binární směsi. Experimentální část bude realizována na ÚCHP AV ČR, v.v.i..
Zásady pro vypracování
Tématem experimentální bakalářské práce je membránová separace binární směsi oxidu uhličitého a methanu. Součástí práce bude i rešeršní část shrnující základní poznatky separace plynné směsi obsahující složky bioplynu, který je potenciálním biopalivem. Dále budou porovnány propustnosti čistých plynů a plynné binární směsi. Experimentální část bude realizována na ÚCHP AV ČR, v.v.i..
Seznam doporučené literatury
1) Palatý Z., Membránové procesy, VŠCHT Praha 2012.
2) Šípek M. a kol. Membránové dělení plynů a par, VŠCHT Praha 2014.
3) Karászová M., Sedláková Z., Izák P., Gas Permeation Processes in Biogas Upgrading: A Short Review. Chem. Pap. 69(10), 12771283 (2015).
4) Karászová M., Sedláková Z., Friess K., Izák P., Effective Permeability of Binary Mixture of Carbon Dioxide and Methane and Pre-Dried Raw Biogas in Supported Ionic Liquid Membranes. Sep. Purif. Technol. 153, 14-18 (2015).
5) Karászová M., Kačírková M., Friess K., Izák P., Progress in Separation of Gases by Permeation and Liquids by Pervaporation Using Ionic Liquids: A Review. Sep. Purif. Technol. 132, 93101 (2014). 6) Karászová M., Šimčík M., Friess K., Randová A., Jansen J.C., Růžička M., Sedláková Z., Izák P., Comparison of Theoretical and Experimental Mass Transfer Coefficients of Gases in Supported Ionic Liquid Membranes. Sep. Purif. Technol. 118, 255263 (2013).
Seznam doporučené literatury
1) Palatý Z., Membránové procesy, VŠCHT Praha 2012.
2) Šípek M. a kol. Membránové dělení plynů a par, VŠCHT Praha 2014.
3) Karászová M., Sedláková Z., Izák P., Gas Permeation Processes in Biogas Upgrading: A Short Review. Chem. Pap. 69(10), 12771283 (2015).
4) Karászová M., Sedláková Z., Friess K., Izák P., Effective Permeability of Binary Mixture of Carbon Dioxide and Methane and Pre-Dried Raw Biogas in Supported Ionic Liquid Membranes. Sep. Purif. Technol. 153, 14-18 (2015).
5) Karászová M., Kačírková M., Friess K., Izák P., Progress in Separation of Gases by Permeation and Liquids by Pervaporation Using Ionic Liquids: A Review. Sep. Purif. Technol. 132, 93101 (2014). 6) Karászová M., Šimčík M., Friess K., Randová A., Jansen J.C., Růžička M., Sedláková Z., Izák P., Comparison of Theoretical and Experimental Mass Transfer Coefficients of Gases in Supported Ionic Liquid Membranes. Sep. Purif. Technol. 118, 255263 (2013).
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Záznam z průběhu obhajoby závěrečné práce 7.6.2016
Jméno studenta: Čarnajová Tereza
Název práce: Separace binární směsi CO2 a CH4 membránou obsahující iontovou kapalinu
Seznam přítomných členů komise:
RNDr. Nguyen Thi Thu Huong, Ph.D., doc. RNDr. Jaroslav Rejnek, CSc., RNDr. Jan Jirsák, Ph.D. , Mgr. Jan Šícha, Ph.D., doc. Ing. Jan Čermák, CSc., RNDr. Luboš Vrtoch, PhD., doc. Ing. Josef Trögl, PhD.
Charakteristika práce:
Práce v rozsahu 46 stran se zabývá testováním čistě polymerní membrány a polymerních membrán s různými přídavky iontových kapalin pro separaci oxidu uhličitého z bioplynu. Polymerní membrána byla připravena z polyvinylchloridu. Membrány s iontovými kapalinami byly též připraveny z polyvinylchloridu s přídavkem iontové kapaliny. Místo reálného bioplynu byla použita směs oxidu uhličitého a methanu v různých poměrech Tato směs byla blízkým modelem pro chování reálného bioplynu.Práce je členěna klasicky, dominantní jsou dva majoritní celky ? teoretická část a experimentální část. Teoretická část je rozpracována na 15 stránkách, výpočetní část na 11 stránkách. Následuje diskuse dosažených výsledků, závěr a seznam použité literatury.
Po formální stránce nelze práci vytknout žádné závažné nedostatky, snad jen nesystematické používání literárních pramenů. Autorka prokázala schopnosti práce s literaturou (uvedeno celkem 38 odkazů), a to i cizojazyčnou i dobré schopnosti k samostatné experimentální práci.
Informace o prezentaci studenta:
Prezentace byla uskutečněna s využitím dataprojektoru v programu Power Point v délce trvání cca 12 min.. Samotná prezentace i reakce na připomínky vedoucí práce a oponenta měly velmi dobou úroveň.
Sdělení o posudcích vedoucího práce a oponenta:
Vedoucí práce, Ing. Zuzana Sedláková, Ph.D.
Posudek vedoucího práce je přiložen. V jeho textu je v závěru položena otázka, která by byla při obhajobě zodpovězena.
Oponent práce, Ing. M. Škvorová, Ph.D.
Oponentský posudek je přiložen, obsahuje stručné zhodnocení práce. V závěru posudku jsou položeny tři otázky, které byly zodpovězeny.
Diskuse:
V diskusi byly položeny otázky, které se týkaly problematiky obsažené v práci, např.:
- Z hlediska rozdělení membrán (uvedeno na obr. 2, str. 6) zařaďte v práci používané membrány,,
- Jako jednotka permeability je uváděn 1 Barrer ? proč, proč ne jednotky SI?
- Totéž u permeace ? jednotka GPU, proč, proč ne SI? Jaké to přináší výhody?
- Statistický aparát počítá s normálním rozdělením. Byl soubor výsledků na toto rozdělení testován?
- Na str. 20 se uvádí, že je vhodné porovnat hodnotu aritmetického průměru s mediánem. Proč, když navíc v práci při zpracování výsledků toho není využito?
- Jak byla měřena tloušťka membrán (.m)?
- Z textu práce nejsou zcela jasné hlavní závěry. Uveďte je.
- Jaký je mechanismus dělení membránou?
- Iontové kapaliny ? byla přítomna voda a pokud ano, jakou roli hraje?
- Byla zkoumána struktura membrány?
- Proč bylo zvoleno právě PVC?
Všechny otázky i připomínky byly studentkou zodpovězeny kvalifikovaně.
Na základě hodnocení vedoucího práce a oponenta a na základě zhodnocení průběhu obhajoby komise hodnotí práci známkou: velmi dobře
Doc. Dr. Jaroslav Rejnek, CSc.
předseda komise