FI109601B - Menetelmä voimalaitoksen rikinpidätyksessä - Google Patents

Menetelmä voimalaitoksen rikinpidätyksessä Download PDF

Info

Publication number
FI109601B
FI109601B FI20010572A FI20010572A FI109601B FI 109601 B FI109601 B FI 109601B FI 20010572 A FI20010572 A FI 20010572A FI 20010572 A FI20010572 A FI 20010572A FI 109601 B FI109601 B FI 109601B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sulfur
ash
wood
wood ash
sulfur dioxide
Prior art date
Application number
FI20010572A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20010572A0 (fi
Inventor
Markku Orjala
Jouni Haemaelaeinen
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8560797&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI109601(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI20010572A priority Critical patent/FI109601B/fi
Publication of FI20010572A0 publication Critical patent/FI20010572A0/fi
Priority to EP02396034A priority patent/EP1243638B1/en
Priority to AT02396034T priority patent/ATE525452T1/de
Application granted granted Critical
Publication of FI109601B publication Critical patent/FI109601B/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/10Treating solid fuels to improve their combustion by using additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Fuel Combustion (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Description

109601 MENETELMÄ VOIMALAITOKSEN RIKINPIDÄTYKSESSÄ
Keksinnön kohteena on menetelmä voimalaitoksen rikinpidätykses-sä, jossa lämpökattilan tulipesään lisätään rikkipitoisen polt-5 toaineen ja ilman lisäksi lisäainetta, joka sitoo palamisen yhteydessä syntyvää rikkidioksidia.
Kiristyvät ympäristömääräykset ja päästörajat johtavat tulevaisuudessa voimalaitoksien savukaasun puhdistuskustannusten nou-10 suun. Erityisesti rikkidioksidipäästöille on esitetty entistä tiukempia päästörajoja (jopa 70 mg/MJ S02) , jolloin rikinpidä-tyskustannusten pienentämiseksi on järkevää pyrkiä joko tehostamaan rikinpidätysprosessia tai siirtyä käyttämään vähärikki-sempiä polttoaineita. Korvaamalla turpeesta tai hiilestä osa 15 puupolttoaineilla voimalaitoksen rikkikuormaa voidaan vähentää. Toisaalta rajoittavaksi tekijäksi puupolttoaineiden käytön lisäämiselle saattaa tulla esimerkiksi puupolttoaineen korkea hinta. Puupolttoaineilla on edullinen vaikutus rikkidioksidi-päästöihin paitsi pienemmän rikkisisältönsä kautta myös puutuh-20 kan alkalisen koostumuksen kautta, joka mahdollistaa osittaisen rikinpidätyksen puutuhkajäännökseen. Suurin tunnettu hyöty puun . . käytöllä tulee nykyisin siis polttoaineseoksen rikkipitoisuuden * alenemisen kautta.
;;/ 25 Voimalaitoksilta tuleva puutuhka jäännös on yleensä jätettä, jolle on löydettävä loppusijoituspaikka. Mahdollisia lop-*/ pusijoituskohteita ovat olleet mm. lannoitus, metsänparannus, viherrakentaminen, maantäyttö yms. Puutuhkan lannoitus ja met-sänparannuskäytön esteenä ovat kuitenkin yleensä sen korkeat 30 raskasmetallipitoisuudet etenkin, jos puun kanssa poltetaan esimerkiksi metsäteollisuuden jäteliemiä.
• · ·
Rikkidioksidin vähentämiseksi savukaasusta on tunnettua esimer- kiksi kalkkikiven sekoittaminen sorbenttitarkoituksessa poltto- . 35 aineeseen, jolloin kalkkikivestä kalsinoitunut kalsiumoksidi • * * reagoi savukaasujen kanssa sitoen poltossa syntyvää rikkidioksidia. Kalkkikivi on kuitenkin louhittava ja murskattava hie- 2 109601 noksi sekä kuljetettava pitkienkin matkojen päästä aiheuttaen merkittävän kustannuserän voimalaitoksen käyttötaloudelle.
Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, joilla 5 kalkkikiven käyttö palamisen yhteydessä syntyvän rikkidioksidin vähentämiseksi savukaasuista voidaan korvata puunpolton sivutuotteena syntyvällä, muutoin käyttökelvottomalla puutuhkalla sellaisenaan. Keksinnön mukaisen menetelmän tunnusmerkit on lueteltu oheisessa patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaiselle) le menetelmälle on ominaista, että lämpökattilan tulipesään lisätään ainakin rikkipitoisen polttoaineen ja ilman lisäksi puutuhkaa, joka edullisesti on puun poltossa syntyvää kuivaa ja hienojakoista lentotuhkaa. Käytettävän puutuhkan kalsiumpitoisuus on 10 - 60 %, edullisemmin 30 - 50 %. Puutuhkan edullinen 15 syöttönopeus tulipesään on 0,5 - 5 % kokonaispolttoainevirras-ta. Muut keksinnön mukaiselle menetelmälle ominaiset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista.
Puutuhkan koostumus ja ominaisuudet ovat otolliset rikinpidä-20 tykseen puutuhkan sisältäessä kalkkia. Näin hiili- ja turvevoi-·_ ; malaitosten rikinpidätyskustannuksia voidaan pienentää vähenty västä kalkin käytöstä johtuen. Säästöä syntyy mm. kalkkikiven *. . vaatimien louhinta- ja murskauskustannuksien poisjäännissä, kun puutuhka jätettä voidaan pitää, kuljetuskustannuksia lukuun • · *'*. 25 ottamatta, lähes ilmaisena sorbenttimateriaalina. Lisäksi on • « * · * ... oletettavissa, että tulevaisuudessa tuhkan loppusijoitus tulee kallistumaan merkittävästi, jolloin hyötyä saadaan tuhkan kaa-topaikkasijoituksen nettokustannuksista. Rikinpidättäminen ei tuo tuhkaan uusia jälkikäyttöhaittoja, vaan haitta-aineiden ·;·’ 30 (esim. raskasmetalli-) pitoisuudet pikemminkin laskevat, kun | sorbenttina käytetty puutuhka sekoittuu pääpolttoaineen tuh- : kaan. Jos edes osa nykyisin käytettävästä kalkkikivestä voidaan korvata puutuhkalla voimalaitoksen rikinpoistokustannukset .·. ; pienenevät merkittävästi.
• » t 35 3 109601
Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin tehtyjen kokeiden avulla viittaamalla oheisiin kuviin, joissa
Kuva 1 esittää mittaustuloksia keksinnön mukaisesta menetel-5 mästä pilot-laitteella turpeenpoltossa,
Kuva 2 esittää mittaustuloksia keksinnön mukaisesta menetelmästä pilot-laitteella kivihiilenpoltossa,
Kuva 3 esittää mittaustuloksia keksinnön mukaisesta menetelmästä voimalaitosmittakaavassa turpeenpoltossa.
10
Puutuhka sisältää merkittävästi kalsiumia (Ca), jonka pitoisuus on tavallisesti n. 200 - 400 g/kg, josta jopa 75 % on kal-siumoksidina. Tunnetun tekniikan mukaan käytettäessä kalkkikiveä (CaC03) rikinpidätyksen sorbenttina voimalaitoksen tuli- 15 pesässä kalkkikivi kalsinoituu lämpötilan (+520 °C - +850 ° C) vaikutuksesta kalsiumoksidiksi (CaO):
CaC03 -> CaO + C02.
20 Rikinpidätysprosessissa CaO reagoi savukaasun S02:n kanssa : muodostaen kalsiumsulfaattia (CaS04) _· CaO + S02 + ½ 02 — > CaS04.
25 Kiertoleijukoelaitteella (CFB) suoritetuilla koeajoilla on selvitetty kattilalaitoksilta saatujen puutuhkien kykyä sitoa rikkidioksidia rikkipitoisia polttoaineita (esim. jyrsinturve, kivihiili) poltettaessa. Tutkimuksessa käytetyt puutuhkat olivat peräisin puupolttoaineita polttavista lämpökattiloista ·;*’ 30 ollen edullisesti leijukerroskattilan (FBC) ja arinakattilan • lentotuhkaa. Käytettävän puutuhkan tulee olla kuivaa ja hieno- : jakoista, kuten tyypillisesti on polttoon syötetty kalkkikivi- kin. Koeajojen vertailukohteena käytettiin kalkkikiven syöttöä .·. : leijukerrokseen.
35 4 109601
Seuraavaksi selitettävien polttokokeiden tuloksien tulkintaa helpottavat seuraavat selvennykset. Rikin sitoutumista tuhkaan kuvataan rikkidioksidin konversiona. Kun rikin savukaasupäästöt vähenevät suhteessa polttoprosessiin sisään menevään rikkipi-5 toisuuteen, nähdään tämä konversion pienenemisenä eli ts. polttoaineesta peräisin oleva rikki sitoutuu puutuhkaan sitä tehokkaammin mitä pienempi mainittu konversio on.
Optimaalinen lämpötila rikinpidätyksessä on noin +800°C leiju-10 kerrokselle (FBC) ja +850°C kiertoleijulle (CFB) happipitoisuuden ollessa 5 — 6 %. Korkeammissa lämpötiloissa (> +1000°C) rikinpoistotehokkuus alenee osittain CaO:n sintrautumisen johdosta jolloin CaO:n huokoset tukkeutuvat ja raekoko kasvaa. Rikin sitoutumista voidaan optimoida myös hyvällä sekoituksella 15 sekä riittävällä ilmamäärällä, sillä rikkidioksidin poistaminen poltosta perustuu sen hapettumiseen sulfaateiksi. Rikin sitouduttua sulfaattiyhdisteiksi se poistuu poltosta lentotuhkan mukana hiukkaserottimille, kuten esimerkiksi sähkösuotimelle, jossa se tunnetulla tavalla erotetaan savukaasuista.
20 ; Kalkkikivi syötetään tulipesään polttoaineen rikkipitoisuuteen * nähden sopivalla Ca/S-suhteella. Puutuhkan kalsium/rikki-suh- • · ! teiden laskemisessa on kalsiumin keskimääräisenä osuutena käy- tetty molemmille puutuhkille 30 prosenttia. Kyseinen nk. koko-25 naiskalsiumin määrä on selvitetty XRF-menetelmällä.
ti»··
Keksinnön mukaisen menetelmän todentamiseksi on tehty tutkimuksia pilot-laitteella, joka on kiertoleijutyyppinen (CFB). Ko-[ / keessa käytettiin polttoaineena pelkkää turvetta, jonka rikki- -·*" 30 pitoisuus oli 0,2 %, tuhkapitoisuus 4,53 %, kosteus 42 % sekä • lämpöarvo 11,4 MJ/kg. Pelkkää turvetta poltettaessa oli kokeen : aikana savukaasun keskimääräinen rikkidioksidipitoisuus 114 ppm ja happipitoisuus 4,1 %. Savukaasun maksimi S02-pitoisuus 0,2 % .·. : rikkiä sisältävällä turpeella oli 206 ppm. Kokeessa mitattu S02- 35 pitoisuus vastaa päästönä 111 mg/MJ ollen jo varsin alhainen. Rikin konversio savukaasun rikkidioksidiksi on vastaavasti 114 5 109601 ppm / 206 ppm eli 55 %. Turpeen tuhkaan jäi siis 45 % turpeen rikistä.
Kuvassa 1 on esitetty puutuhkan vaikutus turpeen kiertoleiju-5 polton rikkidioksidipäästöön. Puutuhkan syöttö aloitettiin klo 15.06, jolloin S02-pitoisuus laski välittömästi jyrkästi. Puu-tuhkan syöttö lopetettiin klo 15.45, jonka jälkeen S02-pitoisuus nousi hitaasti ennen syöttöä olleisiin arvoihin. Kun turpeen mukana reaktoriin syötettiin puutuhkaa 1 g/min eli 0,8 % 10 kokonaispolttoainevirrasta, mitattiin savukaasun rikkidioksidi-pitoisuuden keskiarvoksi 54 ppm happipitoisuuden ollessa 5,8 %. Mitattu rikkidioksidipitoisuus vastaa rikkidioksidipäästöä 59 mg/MJ S02-konversio on 29,5 %. Syötetty puutuhka pienensi rikkidioksidipäästöä 46 %. Laskelma suoritettiin prosessitaselaskel-15 maohjelmalla, joka huomioi mm. happipitoisuuden muuttumisen vaikutuksen rikkidioksidin konversioon.
Kuvassa 2 on esitetty puutuhkan syötön vaikutus rikkidioksidi-päästöön puolalaisen kivihiilen kiertoleijupoltossa (CFB). 20 Puutuhkan syöttö aloitettiin klo 14.30 ja lopetettiin klo . 15.15. Kalsium/rikki -suhde kokeessa oli 1,9. Sorbenttina tässä « · f .! * kokeessa käytettiin leijukerroskattilan (FBC) lentotuhkaa.
! . Savukaasun maksimi rikkidioksidipitoisuus 0,88 % rikkiä sisäl- • » * ’il.' tävällä hiilellä on 514 ppm. Kokeessa kattilaan syötettiin 25 polttoainetta massavirralla 1,2 g/s, jolloin savukaasun rikki-
# I » · I
dioksidipitoisuudeksi mitattiin 296 ppm happipitoisuuden olles- • · sa 6,7 %. Rikin konversio savukaasun rikkidioksidiksi oli 57,7 %. Mitattu S02-pitoisuus vastaa päästönä 374 mg/MJ.
·;·’ 30 Kun kivihiilen mukana kattilaan syötettiin puutuhkaa massavir- • » « j ralla 0,0775 g/s, putosivat rikkidioksidipitoisuudet tasolle : : 145 ppm. Rikkidioksidin konversioksi puutuhkan syötön aikana saatiin 28,2 %, vastaten rikkidioksidipäästöä 183 mg/MJ. Puu-.·. : tuhkan vaikutuksesta rikkidioksidipitoisuus pieneni jopa 51 %.
35 6 109601
Kuvan 2 rikkidioksidipitoisuudet on mitattu jatkuvatoimisella savukaasuanalysaattorilla savukaasukanavasta. Kuvasta on havaittavissa, ettei kivihiilen polton rikkidioksidipitoisuus palautunut heti entiselle päästötasolle puutuhkan syötön loput-5 tua, mikä johtunee lähinnä puutuhkan syötön aikaisesta lievästä tuhkan kertymisestä jälkierotussyklonin seinämille. Niinikään, rikkidioksidipitoisuuden jatkuva laskeminen puutuhkansyötön aikana johtunee myös tuhkan kertymisestä. Keskimääräiset pi-toisuuslaskelmat ovat tämän vuoksi tehty lyhyiltä stabiileilta 10 ajanjaksoilta.
Voimalaitosmittakaavan rikinpidätyskoe, joka keksinnön mukaisen menetelmän testaamiseksi suoritettiin tapahtui kiertoleijukat-tilassa, jossa oli viime aikoina yhteispoltettu turvetta ja 15 puuta. Polttolaitos oli tavallisesti saavuttanut rikkidioksidin päästörajan (140 mg/MJ) käyttämällä kalkkikiveä rikinpidätyk-sessä. Laitoksen keskimääräinen kalkin kulutus vuonna 1999 oli noin 160 tonnia kuukaudessa. Kiertoleijukattilan lisäksi voimalaitoksella on käytössä aikaisempi leijukerroskattila (FBC), 20 jossa poltetaan nykyisin puupolttoaineita (mm. puuhake, sahan-. . puru, kuori, metsätähdehake). Tästä johtuen leijukerroskatti- ’ lasta saatavan puutuhkan käyttömahdollisuus kiertoleijupolton (CFB) rikinpidätyksessä olisi erittäin kannattavaa niin ta-loudellisessa kuin ympäristönsuojelullisessakin mielessä.
’···’, 25 * ♦ i » * ’ Tuhkasorbenttina käytettiin puutuhkaa, joka oli leijukerroskat- '··*’ tilan lentotuhkaa. Puutuhkan kalsiumpitoisuus oli noin 37 %.
Leijukerroskattilassa, josta puutuhka oli peräisin, poltettiin puuta, koivun- ja kuusenkuorta sekä vanerinsyrjää. Kiertoleiju-30 kattilassa poltettiin rikinpidätyskokeen aikana jyrsinturvetta, :’-’: jonka keskimääräinen rikkipitoisuus oli 0,25 % ja tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa 20,89 MJ/kg. Turpeen keskimääräinen kosteus oli 52 - 54 % 35 Seuraavaksi käydään läpi tarkemmin rikinpidätyskokeen suoritusta ja tuloksia, jotka suoritettiin kahden päivän aikana. Pol- 7 109601 tettava turve kuljetettiin kiertoleijukattilaan kahdella hihna-kuljettimella. Turvelinjoihin syötettiin kokeen aikana puutuh-kaa kalkinsyöttöruuveilla. Turpeen virtaus kattilaan pidettiin tasaisena rikinpidätyskokeen aikana. Turpeen keskimääräinen 5 massavirta kattilaan oli noin 13 kg/s.
Puutuhka syötettiin kattilaan nk. kalkki/turve -suhteella 1,0 -1,5. Suhdeluku perustuu lisäaine- sekä polttoaineruuvien pyörimisnopeuteen. Puutuhkan kokonaissyöttöaika kahtena koeajopäivä-10 nä oli noin 15 tuntia keskimääräisen massavirran ollessa 0,12 kg/s. Voimalaitoksella olevan prosessiohjaimen perusteella puutuhkan massavirtaukseksi kattilaan pyrittiin saamaan noin 0,15 kg/s. Tässä yhteydessä on huomioitava, että prosessilas-kelmat on kalibroitu kalkin painon mukaan (noin 1500 kg/m3) . 15 Puutuhkan massavirtauksella 0,15 kg/s laskennallisen kalsium/rikki-suhteen arvo oli noin 2,9.
Puutuhkan syöttöä turvelinjoihin ei saatu vakautettua kokeen kuluessa, sillä tuhka holvautui kalkin syöttösiiloihin eivätkä 20 syöttöä ohjaavat rajakytkimet toimineet kunnolla. Kuvassa 3 on . . nähtävissä märästä savukaasusta mitattu rikkidioksidin määrä ‘ (mg/m3n) sekä rikkidioksidipäästö (mg/MJ) toisena koeajopäivä- nä. Puutuhkan syöttö turvelinjaan aloitettiin kello 7.15 - 7.30 välisenä ajankohtana massavirran ollessa luokkaa 0,11 kg/s. 25 Puutuhkan massavirtauksella 0,11 kg/s laskennallisen kalsium/rikki-suhteen arvo oli noin 2,1.
• ·
Ennen puutuhkan syöttöä turvelinjaan rikkidioksidin määrä on tasolla 414 mg/m3n ja puutuhkan syötön aikana rikkidioksidin ··’ 30 määrä on keskimäärin 120 mg/m3n laskien välillä jopa alle 100 : mg/m3n. Tästä saadaan rikkidioksidin erotukseksi puutuhkalla keskimäärin noin 70 %.
: Kuvasta 3 havaitaan, että puutuhkan syöttö toimii vain hetkit- 35 täin. Kuvasta on kuitenkin selvästi nähtävissä, että puutuhka 8 109601 alentaa turpeen kiertoleijupolton (CFB) rikkidioksidipäästöä myös voimalaitosmittakaavassa.
Energiantuotannossa rikinpoistomenetelmät perustuvat tavalli-5 sesti kalsium-yhdisteiden hyväksikäyttöön. Myös pilot-mittakaa-van kiertoleijukoelaitteella (CFB) tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että puhtaalla puutuhkalla on huomattava rikinpi-dätyspotentiaali turpeen ja kivihiilen kiertoleijupoltossa. Puutuhkan aktiivisin aine rikinpidätyksessä on kalsiumia: kallo siumkarbonaattina tai -oksidina. Rikinpidätyksessä käytettävän puutuhkan koostumuksessa olisi suositeltavaa olla CaO:n osuus liki 40 %. Puutuhkan rikinpoistotehoon saattavat vaikuttaa myös muut tekijät kuin korkea kalsiumpitoisuus. Näitä voivat olla esimerkiksi puutuhkan korkeahkot alkalimetallipitoisuudet, 15 kuten magnesium, natrium ja kalium sekä fysikaaliset ominaisuudet kuten huokoisuus. Rikkiä puutuhkassa luonnollisesti on hyvä olla mahdollisimman vähän. Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan puhtaalla puuperäisellä tuhkalla voidaan korvata kalkki voima-laitoskattiloiden rikkidioksidipäästöjen vähentämisessä.
20 . . Pilot-kokeissa saatujen tuloksien mukaan turpeen, jonka rikki- ’ pitoisuus oli 0,2 %, kiertoleijupolton rikkidioksidipäästöt ; , pienentyivät puutuhkan käytöllä jopa 45 % kalsium/rikki-suh- teella 1,5. Vastaavasti kivihiilen, jonka rikkipitoisuus oli *·*, 25 0,88 %, polton rikkidioksidipäästöt pienentyivät yli 50 %.
'* ·* Rikinpidätyskokeissa käytettiin eri alkuperää olevia puuperäis tä tuhkia, mikä toi esille tuhkan koostumuksen määräävän ominaisuuden rikinpidätyksessä hallittujen optimi poltto-olosuh-30 teiden lisäksi. Puutuhkan koostumus on suuresti riippuvainen : ·’: poltetusta puumateriaalista ja osin sen alkuperästäkin. Poltto- : *: tavalla, puutuhkan valmistamiseksi, ei sen sijaan havaittu olevan merkitystä. Puutuhkan lannoituskäyttöä yleensä rajoitta-; vat raskasmetallipitoisuudet eivät rajoita sen rikinpidä- 35 tysominaisuuksia.
9 109601
Keksinnön mukaisen menetelmän esimerkkilaskelma voidaan tehdä 300 MW voimalaitokselle, joka käyttää polttoaineena hiiltä, jonka rikkipitoisuus on 0,7 paino-%. Vuotuinen polttoainekulutus tällaisella voimalaitoksella on 259 300 t hiiltä, jonka 5 energiasisältö 8,33 MWh / t, jolloin vuotuinen energiamäärä 2160 GWh. Tästä rikkiä 1815 t eli 56 722 kmol. Jotta vaadittu S02-päästöraja saavutetaan joudutaan kalkkia lisäämään prosessiin tavallisesti Ca/S -suhteella 2 - 2,5. Tässä Ca/S -suhteeksi oletetaan 2,0, jolloin tarvittava vuotuinen kalkin määrä on 10 113 444 kmol eli 11 340 t. Kun kalkkikiven hinta on 250 mk/t vuotuiseksi kalkkikustannukseksi saadaan 2,8 milj. mk.
Teollisuudessa ja kaukolämmöntuotannossa käytettiin Suomessa puuta vuonna 1994 yhteensä 23,4 milj.im3 (irto-m3) josta esimer-15 kiksi kuorta oli yli 75 %. Jos tämän hetkisenä puupolttoainei-den kokonaiskäyttömääränä pidetään noin 25 milj.im3 valtaosan siitä ollessa kuorta ja metsähaketta, voidaan puupolttoaineen tuhkapitoisuuden arvioida tämän perusteella olevan 1,5 - 2,5 %, kosteuden 55 % ja irtotiheyden 350 kg/i-m3. Käytetty puumäärä on 20 8,75 milj. tonnia, josta kuiva-ainetta on 3,94 milj. tonnia ja , , tuhkaa 2 %:n pitoisuudella laskettuna 78 750 tonnia. Puutuhka ; ' sisältää kalsium- ja muita karbonaatteja 39 000 tonnia, millä ; ^ voidaan sitoa rikkiä 5000 tonnia Ca/S-suhteella 2,5 eli S02- • päästöjä voidaan enimmillään vähentää 10 000 tonnia vuodessa.
"! 25
Vuoden 1996 energiantuotannon rikkidioksidipäästöt olivat n. 53 000 tonnia ja teollisuuden vastaavasti 48 000 tonnia. Jos puu-tuhka pystyttäisiin kokonaisuutenaan hyödyntämään rikinpidätyk-sessä, olisi sen kokonaisvaikutus n. 10 % S02-päästöjä alentava.
.* 30 Vaikka tällainen puutuhkan hyötykäyttö olisi käytännössä vain 10 - 20 % koko tuhkamäärästä, olisi sen vaikutus kokonaispääs-töä selvästi alentava. Yksittäisen laitoksen kannalta keksinnön mukaisen menetelmän soveltamisella saavutetaan erittäin merkit-. . täviä etuja käyttötalouden paranemisen ja päästölupaehtojen 35 täyttymisen muodossa.

Claims (6)

109601
1. Menetelmä voimalaitoksen rikinpidätyksessä, jossa 5 lämpökattilan tulipesään lisätään rikkipitoisen polttoaineen ja ilman lisäksi lisäainetta, joka sitoo palamisen yhteydessä syntyvää rikkidioksidia, tunnettu siitä, että sanottu lisäaine on puutuhkaa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puutuhka on poltossa syntyvää kuivaa ja hienojakoista lentotuhkaa.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että puutuhkan kalsiumpitoisuus on 10 - 60 %, edullisemmin 30 - 50 %.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puutuhkan syöttönopeus on 0,5 - 5 % 20 kokonaispolttoainevirrasta.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetel- . mä, tunnettu siitä, että polttoaine ja puutuhka sekoitetaan keskenään ennen niiden lisäämistä tulipesään. 25
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetel-mä, tunnettu siitä, että puutuhka on kiinteässä, hiukkasmaises-sa muodossa. I * » 109601
FI20010572A 2001-03-21 2001-03-21 Menetelmä voimalaitoksen rikinpidätyksessä FI109601B (fi)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20010572A FI109601B (fi) 2001-03-21 2001-03-21 Menetelmä voimalaitoksen rikinpidätyksessä
EP02396034A EP1243638B1 (en) 2001-03-21 2002-03-18 Method for sulphur retention in a power plant
AT02396034T ATE525452T1 (de) 2001-03-21 2002-03-18 Verfahren zur bindung von schwefel in einer kraftwerksanlage

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20010572A FI109601B (fi) 2001-03-21 2001-03-21 Menetelmä voimalaitoksen rikinpidätyksessä
FI20010572 2001-03-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20010572A0 FI20010572A0 (fi) 2001-03-21
FI109601B true FI109601B (fi) 2002-09-13

Family

ID=8560797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20010572A FI109601B (fi) 2001-03-21 2001-03-21 Menetelmä voimalaitoksen rikinpidätyksessä

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1243638B1 (fi)
AT (1) ATE525452T1 (fi)
FI (1) FI109601B (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111774029A (zh) * 2020-06-30 2020-10-16 华中科技大学 利用生物质灰制备pm2.5吸附剂的方法及其产品和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3308927A1 (de) * 1983-03-12 1984-09-13 L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach Verfahren zur bindung von in rauchgasen enthaltenen gasfoermigen schadstoffen
JPS6222895A (ja) * 1985-07-22 1987-01-31 Norio Ohashi 固形燃料
US5246364A (en) * 1986-07-14 1993-09-21 Inland Steel Company Method and apparatus for reducing sulfur dioxide content in flue gases
IL101531A (en) * 1991-04-11 1996-10-31 Ormat Inc Method and means for utilizing sulfur-rich fuel
DE4420845C1 (de) * 1994-06-15 1995-12-07 Mitteldeutsche Braunkohlengese Verfahren zur Herstellung von festem Additivbrennstoff
DE4421313C2 (de) * 1994-06-17 1996-08-14 Lausitzer Braunkohle Ag Additiv zur Reduzierung der Schadstoffbelastung der Luft bei der Verbrennung von Braunkohle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111774029A (zh) * 2020-06-30 2020-10-16 华中科技大学 利用生物质灰制备pm2.5吸附剂的方法及其产品和应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP1243638B1 (en) 2011-09-21
FI20010572A0 (fi) 2001-03-21
EP1243638A3 (en) 2004-01-02
EP1243638A2 (en) 2002-09-25
ATE525452T1 (de) 2011-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6883444B2 (en) Processes and systems for using biomineral by-products as a fuel and for NOx removal at coal burning power plants
CA2445182C (en) Processes and systems for using biomineral by-products as a fuel and for nox removal at coal burning power plants
US9579600B2 (en) Method of and apparatus for combusting sulfurous fuel in a circulating fluidized bed boiler
US9683188B2 (en) High sulfur fuel pellet with reduced SO2 emission
JP2005098673A (ja) 流動層装置における硫黄分の除去方法及び脱硫剤
EP3383521B1 (en) Enzyme treatment of coal for mercury remediation
Tarelho et al. Characteristics, management and applications of ashes from thermochemical conversion of biomass to energy
FI109601B (fi) Menetelmä voimalaitoksen rikinpidätyksessä
CN104962338B (zh) 一种煤泥助燃脱硫复合添加剂及制备方法
JP2021155271A (ja) セメント製造方法
CN202494119U (zh) 一种城市污泥处理装置
FI117125B (fi) Rikinpoistoaine ja menetelmä rikin poistamiseksi savukaasusta
JP2010008040A (ja) 流動層装置における硫黄分の除去方法及び脱硫剤
JPH0749114A (ja) 脱硫方法
CN1332000C (zh) 一种燃煤脱硫剂及其制备方法
Zeng et al. Resource-efficient fuel additives for reducing ash related operational problems in waste wood combustion (REFAWOOD)
JPH0650505A (ja) 燃料兼用脱硫剤およびその製造方法
CZ309199A3 (cs) Způsob odstraňování kyselých škodlivin z odplynů
KR100591143B1 (ko) 하수 슬러지 펠렛 및 그 제조방법
FI111608B (fi) Savukaasujen puhdistusprosessi
CZ16927U1 (cs) Aditivační činidlo pro odsiřování spalin
PL209613B1 (pl) Sposób suchego odsiarczania gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach opalanych pyłem węglowym
CS270921B1 (en) Method of combustion products' desulphurization by means of dry additive limestone method with subsequent water activation
Patumsawad SULPHUR DIOXIDE REDUCTION IN CO-FIRING OF HIGH SULPHUR COAL AND EVA WASTE IN A FLUIDISED BED
PL200237B1 (pl) Sposób odsiarczania spalin w kotłach energetycznych z cyrkulacyjnym zło ż em fluidalnym

Legal Events

Date Code Title Description
RF Appeal filed
FCK Appeal rejected
RF Appeal filed
RFK Appeal accepted

Free format text: APPEAL ACCEPTED (COURT)

MM Patent lapsed