Puu- ja turvetuhkan hyötykäyttökelpoisuuteen vaikuttavat tekijät pienillä polttolaitoksilla
Kalliokoski, Maisa (2015)
Diplomityö
2015
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015120422176
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015120422176
Tiivistelmä
Energiantuotannossa syntyvä tuhka voi olla laadultaan hyvin vaihtelevaa ja laadunvaihtelulle on haastavaa löytää yksiselitteistä syy-seuraussuhdetta. Ympäristönsuojelulainsäädäntö ja taloudelliset intressit ohjaavat tuhkantuottajia etsimään tuhkalle sopivia hyötykäyttökohteita, ja sen vuoksi tuhkan laatuun ja hyötykäyttökelpoisuuteen vaikuttavia tekijöitä on tarpeen selvittää.
Tässä diplomityössä on tutkittu pienissä, alle 50 MW:n polttolaitoksissa syntyvää tuhkaa. Tavoitteena oli selvittää, kuinka tuhkan hyötykäyttökelpoisuuteen voidaan vaikuttaa. Tutkimuksen kohteena oli polttoainekoostumuksen, poltto-olosuhteiden ja tuhkan jälkikäsittelyn vaikutus tuhkassa olevien haitta-aineiden pitoisuuksiin ja liukoisuuksin. Työhön sisältyi myös aiemmin tehtyjen tuhka-analyysien tarkastelu sekä tuhkakokeet kahdella kohderyhmään kuuluvalla laitoksella.
Työssä todettiin lentotuhkan haitta-ainepitoisuuksien ja -liukoisuuksien olevan keskimäärin korkeampia kuin pohjatuhkan vastaavien, ja että tyypillisesti arinakattilan tuhkien haitta-aineet ylittävät useammin hyötykäyttökelpoisuuden raja-arvoja kuin kuplaleijupetikattilan tuhkien. Lisäksi havaittiin metsätähdehaketuhkan kelpaavan useammin hyötykäyttöön kuin rankahaketuhkan. The quality of the ash formed in energy production might vary a lot and there is no clear relation between the input and the output. At the same time the legislation and the economic interests push ash producers to find a suitable way to utilize the ash. Thus it’s necessary to find out which factors have an influence on the ash quality.
This thesis examines ash formed in small-scale boilers (power less than 50 MW). The aim of the study was to discover how to influence the ash quality (the concentration and the solubility of harmful elements) so that it is possible to utilize the ash. Under survey there were the fuel mix, the conditions in the boiler and the post-processing of the ash. Also old ash analyses were examined and an experimental part was carried out in two energy production plants.
As a result it can be said that typically the fly ash has higher concentration and solubility of the harmful elements than bottom ash, the ash formed in bubbling fluidized bed boiler is less harmful than the ash formed in grate boilers, and when burning forest residual chips the quality of the ash is better than when burning stem chips.
Tässä diplomityössä on tutkittu pienissä, alle 50 MW:n polttolaitoksissa syntyvää tuhkaa. Tavoitteena oli selvittää, kuinka tuhkan hyötykäyttökelpoisuuteen voidaan vaikuttaa. Tutkimuksen kohteena oli polttoainekoostumuksen, poltto-olosuhteiden ja tuhkan jälkikäsittelyn vaikutus tuhkassa olevien haitta-aineiden pitoisuuksiin ja liukoisuuksin. Työhön sisältyi myös aiemmin tehtyjen tuhka-analyysien tarkastelu sekä tuhkakokeet kahdella kohderyhmään kuuluvalla laitoksella.
Työssä todettiin lentotuhkan haitta-ainepitoisuuksien ja -liukoisuuksien olevan keskimäärin korkeampia kuin pohjatuhkan vastaavien, ja että tyypillisesti arinakattilan tuhkien haitta-aineet ylittävät useammin hyötykäyttökelpoisuuden raja-arvoja kuin kuplaleijupetikattilan tuhkien. Lisäksi havaittiin metsätähdehaketuhkan kelpaavan useammin hyötykäyttöön kuin rankahaketuhkan.
This thesis examines ash formed in small-scale boilers (power less than 50 MW). The aim of the study was to discover how to influence the ash quality (the concentration and the solubility of harmful elements) so that it is possible to utilize the ash. Under survey there were the fuel mix, the conditions in the boiler and the post-processing of the ash. Also old ash analyses were examined and an experimental part was carried out in two energy production plants.
As a result it can be said that typically the fly ash has higher concentration and solubility of the harmful elements than bottom ash, the ash formed in bubbling fluidized bed boiler is less harmful than the ash formed in grate boilers, and when burning forest residual chips the quality of the ash is better than when burning stem chips.