Keinosuolikuoren soveltuvuus seospolttoon 18 MW kerrosleijukattilassa ja koepolton mittausten laaduntarkastus

Abstract

Perinteisten biomassapohjaisten polttoaineiden kasvava energiakäyttö nostaa niiden hintoja ja voi aiheuttaa tulevaisuudessa ongelmia niiden saatavuudessa. Erityisesti Suomen energiantuotannossa lisääntyvä puuperäisten biopolttoaineiden hyödyntäminen voi johtaa siihen, että niiden polttoa ei voida pitää enää hiilineutraalina. Energiayhtiöt pyrkivätkin jatkuvasti etsimään uusia ja halvempia biomassoja energiakäyttöön. Uusien biomassojen koostumusta tai ominaisuuksia ei vielä tunneta hyvin ja ne voivat aiheuttaa erilaisia ongelmia energiantuotantoprosesseissa, minkä takia on hyvä tutkia niiden palamiskäyttäytymistä.

Tässä työssä on tutkittu mahdollisuutta polttaa keinosuolikuorta perinteisten puupoltto-aineiden kanssa lämpölaitoksen 18 MW kerrosleijukattilassa. Keinosuolikuori koostuu pääasiassa selluloosasta ja pitkäkuituisesta paperista. Soveltuvuus polttoaineeksi selvitettiin lämpölaitoksen normaalin toiminnan aikana koepoltolla, jossa mitattiin savukaasupäästöjä ja seurattiin palamisprosessia. Soveltuvuutta tarkasteltiin myös kirjallisuudesta löytyvillä indikaattoreilla, joilla voidaan ennakoida polttoaineen taipumusta aiheuttaa kerrosleijukattilan kuonaantumista, likaantumista, petihiekan agglomeroitumista tai lämpöpintojen korroosiota. Työssä tarkastettiin myös savukaasupäästömittausten onnistuminen vertailemalla mittaustuloksia teoriapohjalta laskettuihin savukaasupäästöihin.

Työssä tarkasteltujen päästömittaustulosten ja indikaattorien perusteella keinosuolikuorella ei ole merkittävää vaikutusta polton savukaasupäästöihin, mutta sillä voi olla taipumus aiheuttaa kattilan likaantumista ja petihiekan agglomeroitumista. Suolikuoren tuhkapitoisuus on toisaalta hyvin pieni, mikä vähentää sen mahdollisia haitallisia vaikutuksia. Indikaattoreiden voidaan arvioida olevan myös tavalliset puupolttoaineet huomioiden melko tarkkoja ennakoimaan polttoaineen palamiskäyttäytymistä. Keinosuolikuoren vaikutusten varmistamiseksi sen pitoisuutta polttoaineseoksessa pitäisi todennäköisesti kasvattaa ja sen koepolttojakson pitäisi olla pidempi. Savukaasupäästöjen teoreettisen tarkastelun perusteella mittaukset onnistuivat pääosin hyvin. Päästölaskenta oli toisaalta melko suppea, minkä takia mittaustulosten tarkkuudesta ei voida sen perusteella tehdä merkittäviä johtopäätöksiä.