Thesis supervisor: Edit Cséfalvay
Location of studies (in Hungarian): Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Abbreviation of location of studies: EGR
Description of the research topic:
a.) Előzmények:
A vegyipar fontos törekvése, hogy a kőolaj alapú termelését, akárcsak részben is, átállítsa biomassza alapú termelésre. Ennek egy realizálható szegmense lehet a szénhidrogén alapú (tipikusan C9-C13 alkánok és alkének elegye) gyújtófolyadékok biomassza konverzióval előállított vegyi anyagokkal történő kiváltása. Előkísérletek igazolták, hogy a biomassza hulladék alapon előállított gamma-valerolakton, illetve etil-levulinát kormozás nélkül ég, és alacsony gőznyomásának köszönhetően biztonságos gyújtófolyadékként használható.
b.) A kutatás célja
A kutatás alapkérdése, hogy a jelenleg kőolaj feldolgozásából származó grillgyújtó folyadékok helyettesíthetők-e biomassza konverzióval előállított vegyi anyagokkal, esetleg ezek keverékével? Magyarországon, sőt az Európai Unióban senki nem foglalkozik gyújtófolyadékok égésének vizsgálatával, emissziójával, amely alátámasztja, hogy a témában elért eredmények publikálhatók. A kutatás célja, hogy a kedvező fizikokémiai tulajdonságokkal rendelkező gyújtófolyadékok égési körülményei, valamint emissziójuk meghatározásra kerüljenek, az égés modellezésével az emisszió tervezhető legyen. További cél az egyes gyújtófolyadédok környezetvédelmi és biztonságtechnikai értékelése.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
A kutatómunka során a hallgató összegyűjti, kritikusan értékeli a kereskedelmi forgalomban kapható gyújtófolyadédokat, és kiválasztja a biomassza alapon előállított potenciális vegyületeket, valamint meghatározza ezek fizikokémiai tulajdonságait (1 félév). Faszén tulajdonságainak meghatározása és gyújtófolyadék égetési kísérletek: elszívás, gyújtási hőmérséklet és lángtípus hatása; kibocsátás szempontjából THC, CO és PAH koncentrációk, emissziós elemzések elkészítése, valamint objektív értékelési módszer kidolgozása és értékelése (5 félév). Biomassza alapú gyújtófolyadékok fenntarthatóságának számításai az etanol ekvivalens és fenntarthatósági indikátor segítségével, környezetvédelmi értékelés elkészítése (1 félév). A PhD dolgozat megírása 1 félév.
d.) Szükséges berendezések
A kísérletek elvégézéshez szükséges mérőberendezés részben rendelkezésre áll, részben annak tökéletesítése szükséges. Fűtőérték mérőberendezés beszerzése szükséges, emissziómérő berendezés rendelkezésre áll, annak működéséhez kalibráló gázok beszerzése szükséges.
e.) Várható tudományos eredmények
A kísérletekkel választ kapunk arra, hogy a szénhidrogén alapú gyújtófolyadékok helyettesíthetők-e biomassza alapon előállított gyújtófolyadékokkal és javasolni fogunk ún. bio-gyújtófolyadékot, amely nem veszélyes és emissziós szempontból kisebb kibocsátással bír, mint a jelenleg kapható kőolaj alapon gyártott gyújtófolyadékok.
f.) Irodalom
[1.] Edit Cséfalvay, Evaluation of Biobased Lighter Fluids, ACS Sustainable Chem. Eng., 2018, 6 (7), pp 8417–8426. (Q1, IF: 6.13)
[2.] Edit Cséfalvay, Evaluation of lighter fluids: focus on emission and sustainability, Slovak Technical University of Bratislava, Pozsony, Szlovákia, 2018. Április 5. Meghívott előadás
[3.] József M Tukacs, Ambrus T Holló, Nóra Rétfalvi, Edit Cséfalvay, Gábor Dibó, Dávid Havasi, László T Mika, Microwave-Assisted Valorization of Biowastes to Levulinic Acid, Chemistry Select, 2017, 2, pp. 1375-1380. (IF 1.505)
[4.] Viktória Fábos, Matthew Y. Lui, Yiu Fung Mui, Yuet Yan Wong, Laszló T. Mika, Long Qi, Edit Cséfalvay, Viktória Kovács, Tibor Szűcs, and István T. Horváth, Use of Gamma-Valerolactone as an Illuminating Liquid and Lighter Fluid, ASC Sustainable Chem. Eng., 2015, 3 (9) pp.1899-1904 (Q1) (IF: 5.267)
Login
