Puun ja turpeen sekapolton vaikutus leijukerroskattilan hiukkaspäästöihin

Abstract

Työn tavoitteena oli tutkia vaikuttaako puupolttoaineen lisääminen turpeen joukkoon leijukerroskattilan hiukkaspäästöihin tai sähkösuodattimen erotusasteeseen.

Työn teoriaosassa selvitettiin hiukkaspäästöjen muodostumista leijukerrospoltossa ja vertailtiin eri polttotekniikoiden hiukkaspäästöjä. Lisäksi esiteltiin erilaisia hiukkasten erottamiseen soveltuvia erotuslaitteita. Tarkastelussa keskityttiin sähkösuodattimeen, joka on yleisin hiukkasten erottamiseen käytettävä erotuslaite. Työn kokeellinen osa suoritettiin turvetta ja puuta polttavalla kuplivalla leijukerroskattilalla. Kokeellisessa osassa tutkittiin vaikuttaako puun lisäys syntyvien hiukkasten kokojakaumiin, sähkösuodattimen jälkeiseen kokonaishiukkaspäästöön tai sähkösuodattimen erotusasteeseen. Kokeet suoritettiin sekä pelkkänä turpeenpolttona (2 koetta), että kahdella eri puu/turve-polttoainesuhteella. Kokojakaumamittaukset suoritettiin lisäksi kahdella eri menetelmällä.

Kokojakaumamittausten perusteella todettiin puun lisäyksen kasvattavan pienhiukkasten muodostumista. Pienhiukkasten osuus kasvoi sekapolton myötä myös sähkösuodattimen jälkeen. Sekapoltolla ei sen sijaan ollut selvää vaikutusta kokonaishiukkaspäästöön tai sähkösuodattimen erotusasteeseen.

The goal of this thesis was to research the impacts of co-firing wood and peat on the fluidized bed boiler's particle emissions and electrostatic precipitator's (ESP) collection efficiency.

In the theoretical part of this thesis the principles of particle formation in fluidized bed combustion were introduced. Also, the particle emissions from different combustion technologies were compared. Different particle removal equipments were also reviewed, keeping the focus in most commonly used ESP. The experimental part of this thesis was carried out in peat and wood fired bubbling fluidized bed boiler (BFB). The impact of co-firing on the particle size distributions, total particle emissions after ESP and collection efficiency of ESP were measured. The experiments were carried out both 100 %-peat firing (two experiments) and with two different fuel mixtures. The particle size distribution measurements were performed with two different methods.

The results of this study indicates the increase of fine particle formation in co-firing. The fine particle content after ESP was also higher in co-firing than in peat firing. On the other hand, clear impact on total particle emissions after ESP or collection efficiency of ESP wasn't noticed.