course-details-portlet

TEP4215 - Energiutnyttelse og prosessintegrasjon i industrielle anlegg

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Skriftlig skoleeksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Skriftlig skoleeksamen 100/100 4 timer D

Faglig innhold

Emnet formidler en strategi for design av integrerte produksjons-systemer med fokus på effektiv energibruk. Dessuten formidles nye systematiske metoder for analyse og design av termisk drevne separasjonssystemer (destillasjon og inndamping), varmevekslernettverk og utilitysystemer (forbruk og produksjon av termisk og mekanisk energi). Basert på ny erkjennelse om energiflyten i slike systemer etableres enkle regler for korrekt varmeintegrasjon. Emnet presenterer pinch-teknikken for analyse og design av industrielle prosessanlegg basert på termodynamisk innsikt. Et større industrielt eksempel gjennomgås for å vise bruken av de systematiske metodene i praksis. Emnet omhandler både design av nye anlegg og ombygging av eksisterende anlegg. Emnet vil ha fokus på miljøkonsekvenser av kraftverk og industrielle produksjonsanlegg. Emnet kan bli undervist på engelsk ved behov.

Læringsutbytte

Kunnskaper: Emnet skal gi studenten kunnskap om: - Termodynamiske metoder (Pinch Analyse) for analyse, design og optimalisering av energieffektive industrielle prosesser. - Kvalitative og kvantitative metoder for såkalt korrekt integrasjon med tanke på forbruk og produksjon av kraft og varme, integrasjon av destillasjonskolonner, og korrekt bruk av varmepumper. - Grafiske diagrammer og representasjoner for analyse og design av energieffektive prosesser, så som Samlekurver, Varme-overskuddskurven, Varmekaskaden og Strømgrid (alternativ til flytskjemategning). Emnet skal gi studenten innsikt i: - Virkemåte for noen sentrale prosess-komponenter så som kjemiske reaktorer, destillasjonskolonner, varmevekslere, turbiner og varmepumper. - Årsaker til behov for energi (kraft, opp-varming og avkjøling) i prosessanlegg. Ferdigheter: Emnet skal gjøre studenten i stand til å: - Beregne målverdier ("best performance") for ekstern oppvarming og avkjøling ved maksimal varmeintegrasjon. - Designe varmevekslernettverk som oppnår minimum ekstern oppvarming/avkjøling med færrest mulig varmevekslere og lavest mulig total areal i varmevekslerne. - Foreslå energioptimale integrasjons-løsninger for destillasjonskolonner, inndampere, varme/kraft systemer (dampturbin med ekstraksjon), varmepumper og kjølekretser. Generell kompetanse: Emnet skal gi studenten forståelse for: - Systemtankegang, samspillet mellom utstyrskomponenter og virkningsgrader. - Årsakene til energibruk (mengder og motiv) i industrielle prosessanlegg. - Driftsmessige aspekter i prosesser. - Oppbygging av typiske (generiske) industrielle prosessanlegg - Kort introduksjon til bruk av matematisk optimalisering innen prosessdesign.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og regneøvinger med veiledning. Adgang til eksamen krever at 2/3 av øvingene er godkjent. Undervisningen gis på engelsk dersom studenter som ikke behersker norsk tar emnet. Hvis undervisningen gis på engelsk gis eksamensoppgavene kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

  • Øvinger

Mer om vurdering

Ingen obligatoriske aktiviteter må tas opp igjen dersom en kandidat ikke består eksamen. Tidligere godkjent obligatorisk aktivitet (øvingsoppgaver) vil gjelde alle senere eksamener. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Spesielle vilkår

Obligatorisk aktivitet fra tidligere semester kan godkjennes av instituttet.

Kursmateriell

2 alternative lærebøker: (1) R. Smith: Chemical Process Design and Integration, 2nd ed., John Wiley & Sons, 2016 (omfattende) eller (2) I.C. Kemp: Pinch Analysis and Process Integration, Elsevier (B/H), 2007 (dekkende men snevrere). 1 notat: T. Gundersen: Basic Concepts for Heat Recovery in Retrofit Design of Continuous Processes, Ch. 6 in A Process Integration Primer, IEA 2000.

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra Til
SIO4060 7.5
Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  VÅR 2023

Undervisningsspråk: Engelsk, Norsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Industriell prosessteknikk
  • Designstrategier
  • Designmetodikk
  • Energi- og prosessteknikk
  • Prosessintegrasjon
  • Kjemiteknikk
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator: Faglærer(e):

Ansvarlig enhet
Institutt for energi- og prosessteknikk

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Skriftlig skoleeksamen

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Vår ORD Skriftlig skoleeksamen 100/100 D 15.05.2023 09:00 PAPIR
Rom Bygning Antall kandidater
Sommer UTS Skriftlig skoleeksamen 100/100 D
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU