Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa - Odnawialne źródła energii (S2)
specjalność: pozyskiwanie i konwersja biomasy na cele energetyczne
Sylabus przedmiotu Wytwarzanie paliw syntetycznych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Odnawialne źródła energii | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Wytwarzanie paliw syntetycznych | ||
| Specjalność | systemy wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Bioinżynierii | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Małgorzata Włodarczyk <Malgorzata.Wlodarczyk@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Małgorzata Gałczyńska <Malgorzata.Galczynska@zut.edu.pl>, Hanna Siwek <Hanna.Siwek@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | znajomość chemii ogólnej na poziomie S1 |
| W-2 | znajomość matematyki na poziomie S1 |
| W-3 | znajomość obsługi komputera |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studenta z metodami zgazowania stosowanych w produkcji paliw syntetycznych, ze szczególnym uwzględnieniem metod zgazowania biomasy. Zdobycie wiedzy więdzy dotyczącej zasad doboru czynników decydujących o wydajności procesu zgazowana biomasy i metod wzbogacania produktów syntezy. Zapoznanie studenta z chemizmem wytwarzania paliw syntetycznych. Zdobycie wiedzy o podstawowych produktach procesu zgazowania biomasy (charakterystyka właściwości fiykochemicznych). |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Obliczenia podstawowych parametrów fizykochemicznych paliw gazowych w zależności od ciśnienia i temperatury. Obliczanie gęstości, objętości, masy paliw płynnych w zmiennych warunkach temp. Obliczanie temperaturowego współczynnika lepkości paliw płynnych. Wyrażanie składu paliw. Charakterystyka mieszaniny palnej i spalin. Zapotrzebowanie na powietrze do spalenia różnych surowców energetycznych (ciekłych, stałych i gazowych). Procesy spalania paliw. Obliczanie zapotrzebowanie na powietrze do spalenia mieszaniny substratów. Obliczanie współczynnika nadmiaru powietrza. Obliczanie wartości opałowej i ciepła spalania na podstaie składu elementarnego paliw. Obliczanie entalpii procesów spalania wybranych paliw syntetycznych. Reakcje krakingu i reformingu. | 20 |
| 20 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Elektroliza - synterza wodoru - porównanie rzeczywistej masy wydzielonego wodoru z masą wynikającą z prawa Faradaya oraz porównanie skuteczności produkcji wodoru w zależności od użytego elektrolitu. Wyznaczenie wydajności prądowej i energetycznej procesu procesu elektrolizy. Efekt energetyczny reakcji spalania wodoru– prawo Hessa Oznaczanie składu frakcyjnego paliw metodą destylacji. Analiza wybranych wskaźników fizykochemicznych paliw - wyznaczanie temperaturowego współczynnika lepkości paliw płynnych. Oznaczanie odczynu chemicznego wyciągu wodnego oraz całkowitej liczby kwasowej lub liczby zasadowej olejów smarowych. | 5 |
| 5 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Paliwo syntetyczne - definicja, metody otrzymywania. Zgazowanie paliw stałych. Nowoczesne metody zgazowania węgla. Podział technologii zgazowania w zależności od sposobu pokrywania potrzeb energetycznych procesu. Przemysłowe metody zgazowania węgla. Bezpośrednie upłynnienie węgla. Wodór - najbardziej proekologiczny nośnik energii, metody otrzymywania (reforming węglowodorów parą wodną, utleniająca konwersja węglowodorów lekkich z parą wodną – tzw. półspalanie, elektroliza). Kierunki wykorzystania gazu syntezowego. Podstawowe zastosowania „paliwowe” metanolu. Eterdimetylowy. LO. LC. Synteza Fischera - Tropscha. Ogólny zapis reakcji tworzenia węglowodorów. Reakcje uboczne syntezy F-T. Model kinetyczny syntezy węglowodorów. Równanie Andersona-Schultza-Flory’ego (ASF). Warunki syntezy Fischera - Tropscha (katalizatory, promotory, Temperatura i ciśnienie, ciśnienie parcjalne H2 i CO). Reaktory do syntezy Fischera-Tropscha. Synteza alkoholi mieszanych. Etanol. Kraking katalityczny. Hydrokraking. Ciepło spalania. Wartość opałowa. Gęstość paliw, temperaturowy współczynnik lepkości. Prawa gazowe - przypomnienie. | 20 |
| 20 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | uczestnictwo w zajęciach | 20 |
| A-A-2 | konsultacje | 2 |
| A-A-3 | przygotowanie się do zaliczenia ćwiczeń | 6 |
| A-A-4 | samodzielne rozwiązywanie zadń | 2 |
| 30 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 5 |
| A-L-2 | Przygotowanie do zajęć | 8 |
| A-L-3 | Konsultacje | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 20 |
| A-W-2 | samodzielne studiowanie materiału wykładowego | 4 |
| A-W-3 | przygotowanie się do zaliczenia wykładów | 4 |
| A-W-4 | Konsultacje | 2 |
| 30 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład multimedialny |
| M-2 | praca w grupie - wykonywanie obliczeń |
| M-3 | samodzielne opracowywanie i interpretacja wyników z realizowanych ćwiczeń |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: zaliczenie pisemne w formie testu lub pytań otwartych |
| S-2 | Ocena podsumowująca: pisemne zaliczenie materiału z ćwiczeń audytoryjnych |
| S-3 | Ocena formująca: Ocena sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| OZE_2A_G01-swe_W01 Posiada podstawową wiedzę dotyczącą metod otrzymywania paliw syntetycznych uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Potrfi obliczyć podstawowe parametry fizykochemiczne paliw w zależności od zmiennych warunków temperatury i ciśnienia . Określić czynniki decydujące o wydajności procesów otrzymywania paliw syntetycznych i metodę wzbogacania produktów syntezy. Umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne. Obliczyć efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych. Potrafi scharakteryzować podstawowe związki chemiczne zaliczane do paliw syntetycznych. | OZE_2A_W08, OZE_2A_W03 | — | — | C-1 | T-A-1, T-W-1 | M-1 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| OZE_2A_G01-swe_U01 Posiada umiejętności dotyczące otrzymywania paliw syntetycznych z uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Potrfi obliczyć podstawowe parametry fizykochemiczne paliw w zależności od zmiennych warunków temperatury i ciśnienia . Określić czynniki decydujące o wydajności procesów otrzymywania paliw syntetycznych i metodę wzbogacania produktów syntezy. Umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne. Obliczyć efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych. Potrafi scharakteryzować podstawowe związki chemiczne zaliczane do paliw syntetycznych. | OZE_2A_U03, OZE_2A_U08 | — | — | C-1 | T-A-1 | M-3 | S-3, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| OZE_2A_G01-swe_K01 Student jest świadomy znaczenia odnawialnych źródeł energii w ochronie środowiska. Potrafi pracować w zespole, działać i myśleć w sposób przedsiębiorczy. | OZE_2A_K01, OZE_2A_K02 | — | — | C-1 | T-A-1, T-W-1 | M-3, M-2 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| OZE_2A_G01-swe_W01 Posiada podstawową wiedzę dotyczącą metod otrzymywania paliw syntetycznych uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Potrfi obliczyć podstawowe parametry fizykochemiczne paliw w zależności od zmiennych warunków temperatury i ciśnienia . Określić czynniki decydujące o wydajności procesów otrzymywania paliw syntetycznych i metodę wzbogacania produktów syntezy. Umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne. Obliczyć efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych. Potrafi scharakteryzować podstawowe związki chemiczne zaliczane do paliw syntetycznych. | 2,0 | Nie posiada wiedzy dotyczącej metod otrzymywania paliw syntetycznych uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Nie zna chemizmu wytwarzania paliw syntetycznych oraz nie potrafi scharakteryzować podstawowych syntetycznych składnikiów paliw. |
| 3,0 | Posiada dostateczną wiedzę dotyczącą metod otrzymywania paliw syntetycznych uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Na poziomie dostatecznym zna chemiz wytwarzania paliw syntetycznych oraz w dostateczny sposób potrafi scharakteryzować podstawowe syntetyczne składniki paliw. | |
| 3,5 | Posiada dobrą wiedzę dotyczącą metod otrzymywania paliw syntetycznych uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Na poziomie dobrym zna chemiz wytwarzania paliw syntetycznych oraz w dostateczny sposób potrafi scharakteryzować podstawowe syntetyczne składniki paliw. Mimo osiągniętego efektu kształcenia na poziomie dobrym popełnia błędy. | |
| 4,0 | Posiada dobrą wiedzę dotyczącą metod otrzymywania paliw syntetycznych uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Na poziomie dobrym zna chemiz wytwarzania paliw syntetycznych oraz w dostateczny sposób potrafi scharakteryzować podstawowe syntetyczne składniki paliw. | |
| 4,5 | Posiada bardzo dobrą wiedzę dotyczącą metod otrzymywania paliw syntetycznych uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Na poziomie bardzo dobrym zna chemiz wytwarzania paliw syntetycznych oraz w dostateczny sposób potrafi scharakteryzować podstawowe syntetyczne składniki paliw. Mimo osiągniętego efektu kształcenia na poziomie bardzo dobrym popełnia błędy | |
| 5,0 | Posiada bardzo dobrą wiedzę dotyczącą metod otrzymywania paliw syntetycznych uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Na poziomie bardzo dobrym zna chemiz wytwarzania paliw syntetycznych oraz w dostateczny sposób potrafi scharakteryzować podstawowe syntetyczne składniki paliw. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| OZE_2A_G01-swe_U01 Posiada umiejętności dotyczące otrzymywania paliw syntetycznych z uwzglednieniem procesów krakingu wyższych frakcji ropy naftowej, uwodornienia węgla,zgazowania węgla, syntezę Fischera - Tropscha. Potrfi obliczyć podstawowe parametry fizykochemiczne paliw w zależności od zmiennych warunków temperatury i ciśnienia . Określić czynniki decydujące o wydajności procesów otrzymywania paliw syntetycznych i metodę wzbogacania produktów syntezy. Umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne. Obliczyć efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych. Potrafi scharakteryzować podstawowe związki chemiczne zaliczane do paliw syntetycznych. | 2,0 | Student nie umie wykonać podstawowych obliczń parametrów fizykochemicznych paliw w zależności od zmiennych warunków ciśnienia i temperatury. Nie potrafi potrafi obliczyć skład paliw, spalin po procesie spalania, efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych oraz wartość opałową paliw syntetycznych .Nie umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne. |
| 3,0 | Na dostatecznym poziomie umie wykonać podstawowe obliczenia parametrów fizykochemicznych paliw w zależności od zmiennych warunków ciśnienia i temperatury. Potrafi obliczyć skład paliw, spalin po procesie spalania, efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych oraz wartość opałową paliw syntetycznych .Na dostatecznym poziomie umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne | |
| 3,5 | Na dobrym poziomie umie wykonać podstawowe obliczenia parametrów fizykochemicznych paliw w zależności od zmiennych warunków ciśnienia i temperatury. Potrafi obliczyć skład paliw, spalin po procesie spalania, efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych oraz wartość opałową paliw syntetycznych .Na dobrym poziomie umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne. Mimo osiągnietego efektu kształcenia popełnia błedy. | |
| 4,0 | Na dobrym poziomie umie wykonać podstawowe obliczenia parametrów fizykochemicznych paliw w zależności od zmiennych wanunków ciśnienia i temperatury. Potrafi obliczyć skład paliw, spalin po procesie spalania, efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych oraz wartość opałową paliw syntetycznych .Na dobrym poziomie umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne | |
| 4,5 | Na bardzo dobrym poziomie umie wykonać podstawowe obliczenia parametrów fizykochemicznych paliw w zależności od zmiennych warunków ciśnienia i temperatury. Potrafi obliczyć skład paliw, spalin po procesie spalania, efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych oraz wartość opałową paliw syntetycznych .Na bardzo dobrym poziomie umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne. Mimo osiągnietego efektu kształcenia popełnia błedy. | |
| 5,0 | Na bardzo dobrym poziomie umie wykonać podstawowe obliczenia parametrów fizykochemicznych paliw w zależności od zmiennych warunków ciśnienia i temperatury. Potrafi obliczyć skład paliw, spalin po procesie spalania, efekt energetyczny wybranych reakcji otrzymywania paliw syntetycznych oraz wartość opałową paliw syntetycznych .Na bardzo dobrym poziomie umie zapisać reakcje chemiczne w wyniku których otrzymywane są paliwa syntetyczne. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| OZE_2A_G01-swe_K01 Student jest świadomy znaczenia odnawialnych źródeł energii w ochronie środowiska. Potrafi pracować w zespole, działać i myśleć w sposób przedsiębiorczy. | 2,0 | Student nie jest świadomy znaczenia odnawialnych źródeł energii w ochronie środowiska. Nie potrafi pracować w zespole myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy. |
| 3,0 | Student w dstatecznym zakresie jest świadomy znaczenia odnawialnych źródeł energii w ochronie środowiska. W dostateczny sposb umie pracować w zespole myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy. | |
| 3,5 | Student na poziomie dobrym jest świadomy znaczenia odnawialnych źródeł energii w ochronie środowiska. Umie pracować w zespole myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy. Mimo osiągniętego efektu kształcenia popełnia błedy. | |
| 4,0 | Student na poziomie dobrym jest świadomy znaczenia odnawialnych źródeł energii w ochronie środowiska. Umie pracować w zespole myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy | |
| 4,5 | Student na poziomie bardzo dobrym jest świadomy znaczenia odnawialnych źródeł energii w ochronie środowiska. Bardzo dobrze pracuje w zespole myśli i działa w sposób przedsiębiorczy. Mimo osiągniętego efektu kształcenia popełnia błedy. | |
| 5,0 | Student na poziomie bardzo dobrym jest świadomy znaczenia odnawialnych źródeł energii w ochronie środowiska. Bardzo dobrze pracuje w zespole myśli i działa w sposób przedsiębiorczy. |
Literatura podstawowa
- Grzywa E., Molenda J., Technologia podstawowych syntez organicznych, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne WNT, Warszawa, 2008
- Red. E. Kociołek - Balawejder, Technologia chemiczna organiczna - wybrane zagadnienia, Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, 2013
- red. J. Kordylewski, Spalanie i paliwa praca zbiorowa, Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2005
- Sienko J.M., Plane R.A, Chemia podstawy zastosowania., WTN, Warszawa, 1999
- Burczyk B., Biomasa Surowiec do syntez chemicznych i produkcji paliw, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2011
Literatura dodatkowa
- Praca zbiorowa pod red. T. Kasprzyckiej-Gutman, Podręcznik do ćwiczeń z technologii chemicznej, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 1996
- Morrison R. T., Boyd R.T, Chemia organiczna, PWN, Warszawa, 2013