Modulaarisen jätteenpolttolaitoksen konseptisuunnittelu

Abstract

Työn tavoitteena oli arvioida pienen kokoluokan jätteenpolttolaitoksen modulaarista toteutusta. Modulaarisella toteutuksella tarkoitetaan, että laitos koostuu osista, jotka optimitilanteessa vain liitetään toisiinsa kiinni rakennuskohteessa. Näin kuljettaminen helpottuisi ja rakentamiseen käytettävä aika minimoitaisiin. Tehtävänä oli tuottaa lämpötekninen laskenta modulaariselle jätteenpolttolaitokselle ja arvioida tämän jälkeen jätteenpolttolaitoksen taloudellista kannattavuutta. Tutkimuksen alkuosassa perehdyttiin jätteenpolton yleisiin kysymyksiin, kuten jätteen lämpöarvoon ja perinteisten jätteenpolttolaitosten toimintaan. Työssä selvitettiin jätteenpolttolaitoksen toimintaa perustuen toimiviin laitoksiin ja alan kirjallisuuteen. Jätteenpolton päästörajoitukset ovat selvästi tiukemmat kuin perinteisten fossiilisten polttoaineiden päästörajoitukset. Tästä syystä jätteenpolton päästörajoituksia tarkasteltiin EU-lainsäädäntöön perustuen. Jätteenpolttolaitokselle suoritettiin lämpötekninen laskenta kriittisimmät ja toteutuksen kannalta merkittävimmät lämmönsiirron osa-alueet huomioiden. Laskennassa mitoitettiin jätteenpolttolaitoksen lämmönsiirtokomponentit ja niiden apulaitteet energiataseisiin ja alan kirjallisuuteen perustuen. Lämmöntalteenottokattilalle ja systeemin painehäviölle suoritettiin virtaustekniikkaan ja lämmönsiirtoon perustuva laskenta. Laskennan ja kirjallisuuslähteiden perusteella päädyttiin toteuttamaan jätteenpolttolaitos yhdistetyllä sähkön- ja lämmöntuotannolla. Prosessin lämpöteholla tuotetaan puhdasta vettä tislausprosessilla ja veden puhdistuksen jälkeen jäävä lämpö myydään. Työn tuloksena esitettiin ehdotelma laitoksen modulaarisesta toteutuksesta. Jätteenpolttolaitosprojektille suoritettiin takaisinmaksuaikaan perustuva kannattavuuslaskelma, jonka perusteella kyseistä jätteenpolttolaitosta ei ole taloudellisesti kannattavaa toteuttaa.