Master's Thesis

Analysis of PM emissions from alternative fuels

Final Thesis 7.49 MB

Author of thesis: Bc. Barbora Janská

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Martin Lisý, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jakub Lachman, Ph.D.

Abstract:

This master’s thesis deals with the influence of the mechanical properties of selected agro-pellet samples on the production of particulate matter emissions during combustion. The aim of this thesis was to analyse whether a relationship exists between the mechanical properties and PM concentrations. The theoretical part of the thesis focuses on the production, classification, utilization and combustion of pellets, especially non-wood biomass pellets. The practical part includes an analysis of selected samples of agropellets in terms of their composition, including moisture and ash content, mechanical properties, and produced emissions. The results show relationships between mechanical properties, pellet composition, and PM emissions.

Keywords:

Agropellets, particulate matter, mechanical properties, biomass, PM emissions

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student odprezentoval obsah své diplomové práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny tyto doplňující otázky: V čem oponent viděl nesoulad s citovanou normou? Má seno 1 na tabulce 15 vždy stejné složení? Proč se výsledky tak liší? Jak se stanovují popeloviny? Kde se bere zdroj dusíku a síry oproti dřevu? Zkoušela jste dohledat prvkové složení makoviny v databázích? V čem se liší matrice pelet?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power and Thermo-fluid Engineering (N-ETI-P)

Specialization

Power Engineering (ENI)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Pavel Milčák, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Škorpík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Martin Lisý, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá spalváním agropelet a vlivem mechanických vlastností agropelet na tvorbu TZL. Práce měla definovány tři cíle: zpracovat rešerši dané problematicky spalování agropelet a produkce TZL při jejich spalování, provést základní palivové rozbory vybraných vzorků agropelet a dále realizovat  spalovací zkoušky a vyhodnotit vliv mechanických parametrů pelet na produkované emise se zaměřením na TZL. První část práce obsahuje rešerši, která je pouze průměrné úrovně. Zejména vliv vlastností agropaliv a mechanických vlastností pelet na tvorbu TZL je zpracován velmi stručně povrchně. Rešerše by měla detailněji analyzovat vliv složení agropaliv a mechanických vlastností pelet na tvorbu TZL. Rešerše je nejslabší částí práce. V praktické části zpracovala studentka velmi rozsáhlý vzorek rozborů paliv s rozsáhlým rozborem dat. V poslední části je pak vyhodnocení spalovacích zkoušek. Druhou slabinu práce spatřuji v komentářích výsledků, které jsou někdy mírně zkratkovité a obsahují drobné nepřesnosti. Studentka  většinu práce řešila samostatně, zejména realizaci testů, při analýze a zpracování dat bylo nutné občasných korekcí připravených výpočtů a postupů. 

Nicméně práce neobsahuje závažné chyby, práce je zpracována přehledně, stylisticky a graficky na dobré úrovni, práce splňuje zadané cíle a zákonné požadavky. Po získání dalších zkušeností má studentka předpoklady pro dobré uplatnění v energetické praxi. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou C / dobře.  
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu C

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Jakub Lachman, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá emisemi TZL ze spalování nedřevní biomasy, konkrétně pelet ze zemědělských reziduí (agropelet). Úvodní rešerše tuto problematiku přibližuje, nicméně pouze povrchně. Řada uvedených informací je zavádějící a platná jen v určitém kontextu, který však v textu není vymezen. Termíny jako agromasa nebo agrární biomasa nejsou běžně používány. Struktura některých kapitol je bohužel nevhodně zvolena a celá úvodní část tak navíc působí chaoticky. Např. kapitola 1.3 je rozdělena na tři nesourodé části a zakončena zmínkou o blíže nespecifikované patentované metodě umožňující ekologické spalování eukalyptových pelet, která s tématem práce nijak nesouvisí. V textu se na několika místech vyskytují fráze typu “studie ukazují” nebo “řada studií uvádí” s odkazem na jeden (nebo žádný) zdroj. Samotné problematice emisí TZL je v úvodní rešerši věnováno pouze půl stránky.

Stěžejní část práce je tvořena rozsáhlým souborem laboratorních analýz, při kterých byly stanoveny palivové vlastnosti deseti různých agropelet. Kromě palivových vlastností pelet byly stanoveny i jejich mechanické vlastnosti a charakteristické teploty popelovin. Popis metod, použitých pomůcek a diskuze k výsledkům jednotlivých analýz jsou zpracovány na velmi dobré úrovni. Výsledky jsou prezentovány přehledně a všechny kapitoly jsou proloženy řadou ilustračních obrázků. Oceňuji také uvedení surových dat v přílohách. Zde bych možná zvážil vynechání neplatných měření pro lepší přehlednost. V textu se vyskytují drobné faktické chyby, jako např. přisuzování zelené barvy strusky výskytu chlorofylu nebo stanovení teploty deformace popela v rozporu s citovanou normou (viz otázka oponenta). Celkově je však experimentální část zpracována kvalitně a obsahuje velké množství relevantních dat.

Třetí část práce se snaží provázat mechanické vlastnosti pelet s emisemi TZL z experimentálního měření na peletovém kotli. Diskuze výsledků je v případě TZL zpracována pouze jednou větou. Obsáhlejší diskuze se nachází až v samotném závěru práce. Studentka zde pro jednotlivá paliva přisuzuje různé koncentrace TZL sypné hmotnosti, podílu jemné frakce, mechanické odolnosti a obsahu popelovin. Jeden z hlavních mechanismů vzniku prachových částic u nedřevní biomasy je v celé práci opomenut (viz otázka oponenta). Vliv mechanických vlastností pelet na emise TZL je z uvedených výsledků neprůkazný, což bohužel v práci není explicitně konstatováno.

Studentka byla ve své diplomové práci schopna zpracovat velké množství laboratorních analýz a do jisté míry je provázat s výsledky emisního měření. Celkově však práce působí poněkud nevyrovnaně – prostřední experimentální část je zpracována velmi dobře, kdežto úvodní rešerše a závěrečné zhodnocení jsou spíše podprůměrné. Cíle práce ale byly splněny, a i přes výše uvedené nedostatky ji doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením C/dobře.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací D
Topics for thesis defence:
  1. Jak se může nízká sypná hmotnost pelet projevit na provozu kotle?
  2. Odečtení teploty deformace na Obr. 25 není v souladu s citovanou normou. Na základě čeho byla teplota stanovena? Čím si vysvětlujete velký rozdíl mezi teplotou deformace a teplotou tání u vzorku 3.9?
  3. Jakými mechanismy vznikají prachové částice při spalování nedřevní biomasy? Který z nich bude mít na užitém zařízení největší podíl? Jak tento mechanismus ovlivňují mechanické vlastnosti pelet?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová