Kaasutuskaasun puhdistus

Abstract

Tässä diplomityössä on selvitetty hiilestä, jätteestä tai biopolttoaineesta kaasutetun kaasun märkä- ja kuivapuhdistusta. Kaasutuskaasun puhdistuksella voidaan likainen ja jopa ongelmallinen aines muuttaa tai puhdistaa sellaiseksi ympäristökelpoiseksi polttoaineeksi, että sitä voidaan käyttää nykyisissä kulutuskohteissa ongelmitta. Lisäkannustusta kaasutuskaasun puhdistus saa uusista EU-direktiiveistä, jotka tulevat rajoittamaan jätteiden läjittämistä kaatopaikoille. Loppusijoitukseen meneviä jätevirtoja voidaan energiakäytöllä pienentää huomattavasti.Työ on tehty PVO-Engineering Oy:n voimalaitostekniikan osastolle kevään 2001 aikana. Työn tavoitteena oli kasvattaa yrityksen tietomäärää kaasutuskaasun puhdistuksen osalta. Lisäksi pyrittiin selvittämään uuden keraamisen pussisuodatinmateriaalin käyttöä kaasutuskaasun kuumakuivasuodatuksessa. Työn ensimmäisessä osassa esitetään kaasutuskaasun koostumuksen ja syntymisen lisäksi tämän työn lähtökohdat ja tavoitteet. Toisessa osassa selvitetään kaasulle asetettavia vaatimuksia eri käyttötapojen mukaan. Kolmannessa ja neljännessä osassa selvitetään puhdistettavien komponenttien käyttäytymistä ja sopivia puhdistusmenetelmiä.Kaasutuskaasun puhdistustekniikka vaihtelee paljonkin riippuen kaasun käyttökohteesta. Eroja syntyy käyttökohteen asetettamista vaatimuksista polttoaineelle, kaasutettavan polttoaineen koostumuksesta ja laadun vaihtelusta. Puhdistuksessa keskitytään kloori -, rikki -, typpi - ja metalliyhdisteiden poistamiseen kaasuvirrasta. Erotuskyvyllä arvioituna eri puhdistusmenetelmistä tehokkaimpia ovat pesurisähkösuodatinyhdistelmät. Niiden suuret jätemäärät ovat kuitenkin iso ongelma. Kuumakuivapuhdistuksessa pyritään kehittämään menetelmä, jossa syntyvät jätemäärät ovat pieniä ja puhdistustulos on riittävä. Puhdistuksen apukeinona käytetään usein erilaisia katalyyttejä. Tunnetuimpia ovat erilaiset kalsiumpohjaiset materiaalit ja mineraalit. Katalyyteillä voidaan tehostaa tarpeellisia kemiallisia reaktioita puhdistusprosessissa. Kaikki puhdistukseen liittyvät ongelmat ovat kooltaan niin suuria, että niiden ratkaisemiseksi on tulevaisuudessa tehtävä lujasti töitä. Markkinanäkymät toimivalle puhdistustekniikalle ovat nykymaailmassa hyvät. Niinpä tuotekehitykseen laitetut panokset voivat tulevaisuudessa olla yritykselle kullan arvoisia.

The purpose of this study is to clear up cleaning of product gas by wet and dry methods. The gas is made from coal, waste and biofuel. If the gas is cleaned it can be used as environmentally friendly fuel gas with out any problems in final use. The new EU-directives will make the gasification and gas cleaning more and more interesting because of the new EU-legistlation will constrain the amount of waste stored in landfills. Waste streams can be minimized with effective energy use i.e. gas burning in big city area.This work was made to PVO-Engineering Ltd. department of powerplant engineering during spring 2001. The goal for this project was to increase the amount of knowledge of gas cleaning in the company. One important subject was the new ceramic fibre filter fabric and it´s suitability for cleaning of hot gasification gas. In the first part of this paper basic gasification process and composition of different gasification gases are introduced. In the second part the demands for the fuel gas set by final use are studied. In the third and fourth the harmfull components and the removal of those components are studied.The cleaning technology of gasification gas may differs a lot depending on the final use. Final use equipment, quality and composition of the gasified fuel set different demands on the cleaning technology. The purpose of the cleaning process is to eliminate components as chlorine, sulphur, nitrogen and metals from the gas stream. Evaluating different cleaning methods by separating capacity the combination between washer and electric filter is most efficient. But however the biggest problem with all washers is the huge amount of wastewater. Hot dry cleaning may be a method to reduce waste streams and get satisfying cleaning results. In allmost every cleaning processes some kind of chemical sorbent, called catalyst, is added. Best known catalysts are calcium based materials, for example dolomite. Catalysts can made cleaning process more effective. Although the markets for this type of products will be huge in the near future, a lot of research needs to be done to solve all the problems concerning gasification gas cleaning, before the technicue can be commercially exploited.