Meesauunin kaasuttimen ajoparametrien tarkastelu ja parantaminen
Markkanen, Noora (2026)
Diplomityö
2026
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026060261086
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026060261086
Tiivistelmä
Erilaisten polttoaineiden kaasuttaminen voi olla yksi ratkaisu, kun halutaan luopua fossiilista polttoaineista ja siirtyä kohti ympäristöystävällisempää toimintaa. Biopolttoaineita on kaasutettu jo monien vuosikymmenten ajan. Lisäksi polttoaineiden kaasuttaminen antaa mahdollisuuden hyödyntää myös huonolaatuisemmat polttoaineet kuten metsä- ja yhdyskuntajätteet.
Työn tarkoituksena on selvittää kuinka meesauunin kaasuttimen ajoparametrien muuttaminen vaikuttaa kaasuttimen ja meesauunin toimintaan. Työn avulla halutaan selvittää mahdolliset ajoparametrit meesauunin eri tuotantotilanteisiin. Sen lisäksi halutaan selvittää, kuinka kaasuttimen lämpötila ja polttoaineen kosteus vaikuttaa tuotekaasun ja pohjatuhkan laatuun ja määrään.
Työ koostuu teoriaosuudesta, jossa kerrotaan sellutehtaan toiminnasta, erilaisista kaasuttimista ja tarkemmin kiertopetikaasuttimesta. Työ sisältää myös koeajosuunnitelman ja koeajojen tuloksien käsittelyn. Koeajot suoritettiin 12 MW:n kiertopetikaasuttimella, joka käyttää kuivattua purua polttoaineena. Kaasutin on yhdistettynä meesauuniin, joten koeajojen aikana on seurattava myös meesauunin käyttäytymistä.
Työn tuloksena saadaan muodostettua kaasuttimen ajoparametrit kolmelle eri tilanteelle. Ajoparametrit muodostetaan sen pohjalta, mitkä olisivat mahdollisimman energiatehokkaat ja sellaiset, että kaasuttimen pohjatuhka voitaisiin vielä hyödyntää jatkokäytössä. Gasification of various fuels can be one solution when aiming to phase out fossil fuels and move toward more environmentally friendly operations. Biofuels have been gasified for several decades. In addition, fuel gasification makes it possible to utilize lower-quality fuels such as forest residues and municipal waste.
The aim of this work is to investigate how changes in the operating parameters of a lime kiln gasifier affect the operation of both the gasifier and the lime kiln. The objective is to determine suitable operating parameters for different production conditions of the lime kiln. Furthermore, the study examines how the gasifier temperature and fuel moisture content affect the quality and quantity of the product gas and bottom ash.
The work consists of a theoretical section describing the operation of a pulp mill, different types of gasifiers, and more specifically a circulating fluidized bed gasifier. The work also includes a test run plan and analysis of the test run results. The test runs were carried out on a 12 MW circulating fluidized bed gasifier using dried sawdust as fuel. The gasifier is connected to a lime kiln, which means that the behavior of the lime kiln must also be monitored during the test runs.
As a result of the study, operating parameters for the gasifier are defined for three different operating scenarios. The parameters are selected based on maximizing energy efficiency and ensuring that the gasifier bottom ash can still be utilized for further applications.
Työn tarkoituksena on selvittää kuinka meesauunin kaasuttimen ajoparametrien muuttaminen vaikuttaa kaasuttimen ja meesauunin toimintaan. Työn avulla halutaan selvittää mahdolliset ajoparametrit meesauunin eri tuotantotilanteisiin. Sen lisäksi halutaan selvittää, kuinka kaasuttimen lämpötila ja polttoaineen kosteus vaikuttaa tuotekaasun ja pohjatuhkan laatuun ja määrään.
Työ koostuu teoriaosuudesta, jossa kerrotaan sellutehtaan toiminnasta, erilaisista kaasuttimista ja tarkemmin kiertopetikaasuttimesta. Työ sisältää myös koeajosuunnitelman ja koeajojen tuloksien käsittelyn. Koeajot suoritettiin 12 MW:n kiertopetikaasuttimella, joka käyttää kuivattua purua polttoaineena. Kaasutin on yhdistettynä meesauuniin, joten koeajojen aikana on seurattava myös meesauunin käyttäytymistä.
Työn tuloksena saadaan muodostettua kaasuttimen ajoparametrit kolmelle eri tilanteelle. Ajoparametrit muodostetaan sen pohjalta, mitkä olisivat mahdollisimman energiatehokkaat ja sellaiset, että kaasuttimen pohjatuhka voitaisiin vielä hyödyntää jatkokäytössä.
The aim of this work is to investigate how changes in the operating parameters of a lime kiln gasifier affect the operation of both the gasifier and the lime kiln. The objective is to determine suitable operating parameters for different production conditions of the lime kiln. Furthermore, the study examines how the gasifier temperature and fuel moisture content affect the quality and quantity of the product gas and bottom ash.
The work consists of a theoretical section describing the operation of a pulp mill, different types of gasifiers, and more specifically a circulating fluidized bed gasifier. The work also includes a test run plan and analysis of the test run results. The test runs were carried out on a 12 MW circulating fluidized bed gasifier using dried sawdust as fuel. The gasifier is connected to a lime kiln, which means that the behavior of the lime kiln must also be monitored during the test runs.
As a result of the study, operating parameters for the gasifier are defined for three different operating scenarios. The parameters are selected based on maximizing energy efficiency and ensuring that the gasifier bottom ash can still be utilized for further applications.