Korkealämpötilaprosessit

Transkriptio

1 Korkealämpötilaprosessit Polttoprosessit: Polttimet klo SÄ114 Tavoite Tutustua palamisilmiötä hyödyntäviin polttoprosesseihin - Polttimet erilaisille polttoaineille - Poltintekniikan hyödyntäminen erilaisissa (metallurgisissa) kohteissa Oppia tunnistamaan poltinpolttoon vaikuttavat tekijät ja siinä huomioitavat asiat 1

2 Polttoprosessien merkitys Sivuhuomautus Primäärienergialla tarkoitetaan ihmiskunnan käytössä olevia energiamääriä ennen energiantuotantoa (l. muunnosta käyttökelpoiseen muotoon) Maailman kokonaisprimäärienergialähteet (2015) - Polttoprosessien osuus yhteensä 91,1 % Lähde: International Energy Agency. 2

3 Sisältö Johdanto - Mitä on palaminen? - Yleistä polttoprosesseista - Tavoitteet, jaottelu, sovelluskohteet metallurgiassa - Huomioitavia asioita - Hapen vaikutus palamiseen - Happipolttimet sovelluskohteita metallurgiassa - Polttoaineet Poltinpoltto - Kaasujen poltinpoltto - Öljyn poltinpoltto - Kiinteiden polttoaineiden poltinpoltto Johdanto Mitä on palaminen Sivuhuomautus Hapettuminen Palaminen Hapettuminen tarkoittaa elektronien luovutusta ja voi tapahtua mainiosti ilman happeakin. Hapettumisen tuotteena voi syntyä muutakin kuin oksideja esim. ioneja (Fe 2+ (aq)) tai muita yhdisteitä (MnS) Kemiallinen reaktio, jossa aine (alkuaine tai yhdiste) hapettuu ja reagoi hapen kanssa Palamisen tuotteena syntyy oksideja - esim. H 2 O, CO 2, jne. Palamisessa vapautuu aina energiaa - Lämpö ja valo - Palamislämpö (vapautuva lämpö) riippuu palavasta aineesta - Palamisessa syntyvä lämpötila riippuu lisäksi palamisnopeudesta ja lämmitettävistä aineista (esim. poltto ilmalla vs. hapella) Palamisen edellytykset - Palamisreaktion lähtöaineet - Palava aine ja happi - Termodyn. ajava voima oksidin muodostumiselle - G F (Oksidi) < 0 - Yleensä on vrt. Ellinghamin diagrammi - Kinetiikka ja reaktiomekanismi - Sytytyslähde + Häiriintymätön ketjureaktio 3

4 Johdanto - Polttoprosessit Polton tavoitteet - Kemiallisesti sitoutuneen energian muuttaminen lämmöksi (ja edelleen muiksi energian muodoiksi) - Tehokkuus - Polttotekniikoiden kehittäminen - Kiertoprosessit - Energiantalteenotto - Ympäristövaikutukset Erilaisia polttoprosessin toteutustapoja - Polttimet - Arinat - Leijupedit Johdanto - Polttoprosessit Käyttökohteita metallurgiassa - Polttimet sulatusprosesseissa - Mahdollisuus korvata kalliimpia energiaraaka-aineta (koksi, sähkö) edullisemmilla (hiili, maakaasu, kierrätettävät prosessikaasut) - Poltinten avulla voidaan injektoida myös muita aineita - Polttimet hehkutus- ja kuumennusuuneissa - Käyttö erittäin laajamittaista - Optimointi lämmönsiirron tehokkuuden ja hilseen muodostumisen näkökulmasta Kuva: Teräskirja (Metallinjalostajat ry). Askelpalkkiuuni Outokummun Tornion tehtaalla. Kuva: Lugnet et al. Flameless Oxyfuel slab reheating experiences. AISTech 2012 Conference. 4

5 Johdanto - Polttoprosessit Lähteet: Raiko, Saastamoinen, Hupa, Kurki-Suonio: Poltto ja palaminen. & Tommi Niemi, AGA. Polttotekniikassa huomioitavia asioita - Polttoaineet ja niiden käsittely - Oikea polttoaine oikeaan polttoprosessiin - Polttoilma - Happirikastus tai poltto - Hyötysuhde ja tehokkuus - Energiantuotannossa yleisesti: Energianmuunnossa mahdollisimman suuri osuus energiasta käytettävään muotoon - Palamisessa: Täydellinen palaminen + pienet lämpöhäviöt - Toimintakykyiset laitteet - Turvallisuus - Toimintakyky - Heikommat polttoaineet: Tuhka- ja kuonaongelmat? - Ympäristövaikutukset, jätteet ja päästöt - Yhtäältä poltossa syntyvät jätteet ja päästöt - CO 2, NO x, SO x,... - Toisaalta muiden jätteiden käyttö energianlähteenä - Kustannukset - Investointikustannukset - Käyttökustannukset sidoksissa tehokkuuteen, ym. - Toiminnan joustavuus Hapen vaikutus palamiseen Palamista ei voi tapahtua ilman happea - Ilmakerroin kuvaa käytetyn polttoilman (hapen) määrää suhteessa stökiömetriseen tarpeeseen - Täydellisen palamisen varmistamiseksi käytetään yleensä pientä happiylimäärää - Oikean ilmakertoimen saavuttamiseksi vaaditaan mm. - tiivistä uunirakennetta (ei ilmavuotoja) - toimivaa säätöjärjestelmää - toimivaa poltinjärjestelmää - puhtaita ja kunnossa olevia polttimia - Polttoilman sijasta voidaan käyttää happirikastettua ilmaa tai puhdasta happea Happipitoisuutta nostettaessa: - Syttymislämpötila on alhaisempi - Palamislämpötila on korkeampi - Palaminen nopeutuu palamislämpötilan noustessa - Reaktionopeuden lämpötilariippuvuus Arrheniuksen yhtälö - Reaktionopeus kaksinkertaistuu, kun happipitoisuus nousee 21 %:sta 24 %:iin ja kymmenkertaistuu, kun noustaan 21 %:sta 40 %:iin - Palon sammuttaminen on vaikeampaa 5

6 Hapen vaikutus palamiseen Ilmakäyttöiset järjestelmät eli ilmapolttimet Air-fuel - Tehokkuutta parannetaan usein ilman esikuumennuksella Happikäyttöiset järjestelmät eli happipolttimet Oxyfuel - Esikuumennus ei tarpeen kuten ilmapolttimissa Lisähapen tuominen systeemiin - Happirikastus Lisätään happea ilman sekaan - Happilanssaus Lisätään happea suoraan liekkiin - Ei tarvitse tehdä muutoksia itse polttimeen, jos käytössä entuudestaan ilmapoltin - Happipoltto 100 % hapen käyttö Lähde: Tommi Niemi, AGA. Hapen vaikutus palamiseen Liekitön happipoltto - Hapen ja polttoaineen syöttö erikseen - Sekoittuminen uunissa olevan kuuman ilman kanssa - Matalampi huippulämpötila (vähemmän NO x :ja) - Lämmön tasaisempi jakautuminen Lähde: Tommi Niemi, AGA. 6

7 Case Happipolton käyttö terästeollisuudessa Palamisilman happirikastus - Sulatuksen ja kuumennuksen tehostus - Kupoliuunit, masuunit (cowperit) ja rumpu-uunit Happipoltto - Sulatusuunien tehokkuuden parantaminen - Valokaariuunit, kupoliuunit, rumpu-uunit, senkat, konvertterit Lähde: Tommi Niemi, AGA, Case Happilanssauksen käyttö askelpalkkiuunissa, Tornio Poltinkohtaisten happilanssien asennus ilmapolttimiin askelpalkkiuunissa - Ei tarvetta muuttaa itse polttimia - APU2: 2012, APU1: 2015 Tavoitteet - Polttoaineen kulutuksen vähentäminen - Kapaisteetin nosto Käyttö - Happilanssaus käynnistyy tehontarpeen mukaan - Kokonaishappipitoisuus: 21 % 50 % - Jos happea ei saatavilla/käytetä, polttimia voi käyttää normaaleina ilmapolttimina Tulokset Lähde: Jorma Päätalo, Outokumpu, Polttaineen kulutus vähentynyt noin 10 % - CO 2 - ja NO x -päästöt pienentyneet - Säätöä muutettava, jotta vältetään lämpöltilaerot uunissa 7

8 Polttoaineet Jaottelu - Kiinteät, nestemäiset (öljy) ja kaasumaiset - Uusiutuvat ja uusiutumattomat Oikea polttoprosessi oikealle polttoaineelle - Polttoaineen karakterisointi - Polttoprosessin valinta ja suunnitelu Keskeisiä käsitteitä Koksia, SSAB:n Luleån tehtaan, Norrbotten, Kuva: Stig-Göran Nilsson, JK:n arkistot. - Palamislämpö - Lämpö, joka liittyy jonkin (standarditilaisen) polttoaineen reagointiin hapen kanssa - kj/mol, kcal/mol tai kwh/mol - Lämpöarvo - Ilmoitetaan massayksikköä (s, l) tai tilavuusyksikköä (g) kohden - kj/kg, kcal/kg, kwh/kg - kj/nm 3, kcal/nm 3, kwh/nm 3 - Ylempi lämpöarvo: H 2 O oletetaan nesteeksi - Alempi lämpöarvo: H 2 O oletetaan höyryksi Erilaisten polttoaineiden poltto Kaasumaiset polttoaineet - Ei esisekoitusta, jottei liekki synny ennen poltinta - Riittävän polttoaineen ja ilman välisen sekoituksen varmistaminen turbulenttisella diffuusioliekillä - Laminaarilla diffuusioliekillä epätäydellinen palaminen - Polttimet uuneissa, kaasuturbiinit Öljy - Keskeistä riittävän sekoittumisen aikaansaamisessa polttoaineen atomisaatio (pisaranmuodostus) - Pisarakoko m - Tervaa muodostavat polttoaineet tarvitseva pitemmän viipymäajan kuin tervaa muodostamattomat - Polttimet uuneissa, kaasuturbiinit Kiinteät polttoaineet Lähde: Henrik Saxén: Esitys POHTO, Keskeistä riittävän sekoittumisen aikaansaamisessa riittävän pieni partikkelikoko (0,1 1 mm) ja kapea raekokojakauma + hyvä sekoittuminen ilman kanssa - Polttimet uuneissa, arinapoltto, leijupetipoltto 8

9 Erilaisten polttoaineiden poltinpoltto Oxyfuel-poltin, Ovakon Hoforsin tehtaat, Gästrikland, Kuva: Stig-Göran Nilsson, JK:n arkistot. Jaottelu käytetyn polttoaineen perusteella - Kaasumaisten polttoaineiden poltinpoltto - Atmosfääripolttimet - Puhallinpolttimet: ilman ja polttokaasun sekoitus puhalitimen avulla samalla paineen ja virtausten ohjaus - Öljyjen poltinpoltto - Atomisaatio pisaroiksi höyrystyminen pinnoilta - Muodostuneiden kaasujen palaminen - Raskailla polttoöljyillä raskaat hiilivedyt konsentroituvat jäännöspisaraan ja koksaantuvat ei höyrysty - Koksin palaminen heterogeenisesti jäljellä tuhka - Atomisaatio aikaansaadaan keskipakoisvoimaa, korkeita paineita tai hajottavaa kaasua käyttäen: pyöriväkuppiset, öljypainehajoitteiset sekä höyry- ja ilmahajoitteiset polttimet - Vesiemulsiopoltto: pienten vesipisaroiden sekoittaminen öljyyn repivät höyrystyessään öljypisaran hajalle - Kiinteiden polttoaineiden poltinpoltto - Suihkupolttimet pölyn syttyminen perustuu kuumiin savukaasuihin (energia tulipesästä kiertovirtauksilla), syttyminen primäärisuihkussa - Sekoituspolttimet pyörre polttimen akselin ympäri synnyttää takaisinvirtauksen, joka tuo kuumaa savukaasua polttimen suulle Lähde: Henrik Saxén: Esitys POHTO, Pia Kilpinen: Esitys POHTO, Kaasunpoltto polttimilla Etuja öljyjen ja kiintoaineiden polttoon verrattuna - Palamisen valvonta helppoa - Laaja säätöalue - Pienet päästöt - Hyvä hyötysuhde Tyypillisiä kaasumaisia polttoaineita - Maakaasu - Lähinnä metaania - Lämpöarvo/koostumus vaihtelevat toimitusmaittain - Suomeen tuotavan maakaasun lämpöarvo n. 10 kwh/m 3 - Kuutiometri maakaasua 1 l kevyttä polttoöljyä - Nestekaasu - Lähinnä propaanin ja butaanin seos - Soveltuvat samoissa polttimissa käytettäviksi kuin maakaasu - Palamismekanismit eivät juurikaan poikkea toisistaan - Teollisuuden kaasut esim. masuuni- ja koksikaasut - sis. mm. häkää ja vetyä Taulukko: Suomen Kaasuyhdistys. 9

10 Kaasunpoltto Atmosfääripolttimet Ilma imetään polttimen ympäristöstä polttokaasun virtauksen ja laitteiston vedon avulla Etuja - Yksinkertainen rakenne - Helppo tehonsäätö - Hiljainen käyntiääni Haittoja - Täydellinen palaminen vaatisi suuren ilmakertoimen, jolloin hyötysuhde heikkenee - Palamistilan ja ympäristön välillä pieni paine-ero Palaminen altis ulkoisille häiriöille Kaasunpoltto Puhallinpolttimet Palamisilma sekoitetaan polttokaasuun puhaltimen avulla - Halutun paineen ja virtausolosuhteiden aikaansaanti Etuja - Hyvä hyötysuhde - Vakaa ja tarkka säätö - Toimivat pienelläkin ilmakertoimella - Suurempi paine-ero tuloilmakanavan ja tulipesän välillä Haittoja - Kalliimpi ja rakenteeltaan monimutkaisempi kuin atmosfääripoltin Lähes kaikki teollisuudessa käytetyt kaasupolttimet ovat puhallinpolttimia - Suurilla tehoilla jaettava useammalle puhaltimelle Kuva: Suomen Kaasuyhdistys. 10

11 Kaasunpoltto polttimilla Liekki - Liekkiä seuraamalla saadaan tietoa palamisesta - Epäpuhdas palaminen aiheuttaa lepattavan liekin - Suuret kaasun virtausnopeudet + pienet palamisnopeudet Epästabiili liekki Päästöt ja niiden hallinta - Maakaasun poltossa muodostuu typen oksideja palamisilman typestä - Keinoja NO x -päästöjen rajoittamiseksi: - Esisekoitustyyppiset low-nox-polttimet - Savukaasujen kierrätys palamisilmaan - Palamisen tulipesävaiheistus yläilmalla - Low-NO x -polttimilla saavutetaan taso n mg/mj - Savukaasut: CO 2 + H 2 O Kaasunpoltto polttimilla Sovelluskohteita metallurgisessa teollisuudessa - Uppokaariuunin syötteen esilämmitys - Tulenkestävien materiaalien kuivaus ja kuumana pitäminen - Askelpalkkiuunit - Aihioiden polttoleikkaus - Metallurgisissa prosesseissa syntyvät häkäkaasun poltto energiantuotannossa 11

12 Öljynpoltto polttimilla Edellytyksenä tehokas öljyn hajoittaminen pisaroiksi sekä palamisilman syötön hallinta - Ilmakanavan ja tulopesän välillä tulee olla riittävä paineero, jotta virtaus ja sekoittuminen ovat tasaista Öljypolttimen tärkeimmät tehtävät - Aikaansaada stabiili ja tehokkaasti palava liekki, joka mahtuu käytettävissä olevaan tulipesään - Öljyn hajoittaminen riittävän pieniksi pisaroiksi tai öljyn kaasuttaminen - Syttymisen varmistaminen - Öljypisaroiden ja palamisilman sekoitus hallitusti - Päästöjen minimointi Poltinten jaotteluperusteena se, miten öljy saatetaan palamisen edellyttämään muotoon - Keskipakois-, öljynpaine, höyry- ja ilmahajoitteiset polttimet - Höyrystyspolttimet öljyn höyrystäminen, syntyneiden kaasujen poltto Öljynpoltto polttimilla Polttoaine: Erilaiset polttoöljyt - Kevyet polttoöljyt juoksevia ja helposti palavia - Eivät vaadi monimutkaisia (lue: kalliita) laitteita - Raskaat polttoöljyt liian jäykkiä käsiteltäväksi nesteinä huoneenlämpötilassa - Käyttö vaatii esilämmityksen viskositeetin alentamiseksi - Tärkeitä ominaisuuksia - viskositeetti - jähmepiste - jäännösp - äästöjen kannalta S-, N- ja tuhkapitoisuudet 12

13 Öljynpoltto polttimilla Polttoöljyjen keskeisimmät ominaisuudet Viskositeetti - Vaikuttaa öljyn sumuuntumiseen tulipesään (pisarakoko) - Säädetään esilämmityksellä öljyn ja polttimen mukaan - Kevyet polttoöljyt eivät vaadi esilämmitystä - Viskositeetin alentamista voi rajoittaa öljyn hiilivetyjen krakkautuminen ja haihtuvien komponenttien höyrystyminen Jähmepiste - Piste, jossa öljy on niin jähmeää, ettei virtaa itsestään - Raskailla polttoöljyillä C ja kevyillä C Rikki-, typpi- ja tuhkapitoisuudet - Rikki rikastuu öljynjalostuksessa pohjatuotteisiin - Kevyissä polttoöljyissä tyypillisesti 0,1 0,2 % - Typpipitoisuus vaikuttaa NO x -päästöihin - Raskaissa polttoöljyissä n. 0,2 0,6 %, kevyissä alle 0,2 % - Tuhka on palamaton jäännös palamisesta - Polttoöljyillä matala tuhkapitoisuus (0,1 0,2 %) - Raakaöljystä peräisin olevia metalleja (V, Ni), hiekkaa, jne. Öljynpoltto Keskipakoishajoitteiset eli pyöriväkuppiset polttimet Öljyn atomisaatio keskipakoisvoimaa ja voimakasta ulkoista ilmavirtausta hyödyntäen - Keskipakoisvoima lennättää öljyn ulos ohuena filminä - Muodostuu kartiomainen öljysumu-ilmasuihku Etuja - Hyvä palamistulos - Laaja säätöalue - Ei herkkä öljyn viskositeetin vaihteluille - Öljy ehtii lämmetä kartiokupin pinnalla 13

14 Öljynpoltto Öljynpainehajoitteiset polttimet Öljyn atomisaatio korkeaa painetta hyödyntäen - Paineistettu öljy (0,7 7,0 MPa) suutinreiän läpi - Pisaranmuodostus riippuu hajotuspaineesta ja viskositeetista Etuja - Yksinkertainen rakenne - Hyvä käytettävyys - Pieni huollontarve Rajoituksia - Pieni säätöalue, jota voidaan laajentaa käyttämällä erikokoisia suuttimia Yleisin poltintyyppi alle 20 MW polttimissa - Käytetään erityisesti kevyen polttoöljyn polttoon Öljynpoltto Höyryhajoitteiset polttimet Öljyn atomisaatio lievästi tulistetun höyryn avulla Etuja - Yksinkertainen rakenne - Luotettava - Soveltuu erilaisille polttoöljylaaduille - Laaja säätöalue - Pieni suutinten puhdistustarve Haittoja - Lämpöhäviöt Yleisin poltintyyppi isoissa öljykattiloissa 14

15 Öljynpoltto Ilmahajoitteiset polttimet Öljyn atomisaatio samalla periaatteella kuin höyryhajoitteisissa polttimissa Jaottelu - Matalapaineiset primääri-ilmaa käyttävät polttimet - Paineilmatoimiset polttimet Käytetään erikoistapauksissa - esim. kun hajoitushöyryä ei ole käytettävissä Öljynpoltto polttimilla Päästöt ja niiden hallinta - Typen oksidit - Syntyvät polttoaineen ja palamisilman sisältämästä typestä - Vähentäminen samoilla menetelmillä kuin kaasumaisiakin polttoaineita poltettaessa - Rikin oksidit SO 2 ja SO 3 - Syntyvät polttoaineen sisältämästä rikistä - Paras keino rikkipäästöjen vähentämiseksi on alentaa polttoaineen rikkipitoisuutta öljynjalostamolla - Vähäiset määrät palamatonta kiintoainesta - Hyvällä säädöllä alle 10 g/nm 3 kevyitä ja alle 100 g/nm 3 raskaita polttoöljyjä poltettaessa - Savukaasut: CO 2 + H 2 O - Liian pienillä happimäärillä savukaasun CO-pitoisuus kasvaa - Hyvällä säädöllä savukaasun CO-pitoisuus alle 30 ppm kevyitä ja alle 80 ppm raskaita polttoöljyjä poltettaessa 15

16 Öljynpoltto polttimilla Sovelluskohteita - Kattilat - Kaasuturbiinit - Uunit - Moottorit Käyttöalueita - Energiantuotanto - Teollisuusprosessit - Liikenne Kiinteän polttoaineen poltinpoltto Yleensä suuremmille yksiköille - Taloudellinen minimiyksikkökoko n MW - Erityisesti erilaisten hiilten polttoon - Muita polttoaineita turve, jauhettu puu ja biojätteet Vaihtoehtoiset polttotavat - Valintaan vaikuttavat mm. polttoaineen haihtuvien aineiden määrä sekä tuhkapitoisuus - Sulapesäpoltto - Korkea palamislämpötila - Tuhka poistetaan sulana kuonana - Soveltuu parhaiten vähän haihtuvia sisältäville ja korkean lämpöarvon omaaville polttoaineille - Kuivapesäpoltto - Matalampi palamislämpötila - Tuhka poistetaan kuivana lentotuhkana - Soveltyy yli 20 % haihtuvia sisältäville hiililaaduille Kiinteiden aineiden poltto myös arina- ja leijupetipolttona 16

17 Kiinteän polttoaineen poltinpoltto Kiinteiden aineiden poltinpoltossa vaaditaan hienojakoista ja kuivaa materiaalia - Tyypillisiä polttoaineita hiili, turve, jauhettu puu ja jätteet Polttoaineen esikäsittelyt - Jauhatus - Kivihiilen jauhatuksessa kuula-, valssi- ja iskulevymyllyt - Kuivaus - Kivihiilen kuivaus ilmalla - Turpeen kuivaus vaatii paljon energiaa (savukaasujen hyödyntäminen) Poltettaessa kiinteiden polttoaineiden sisältämät haihtuvat aineet kaasuuntuvat -... epäorgaaniset yhdisteet muodostavat tuhkan/kuonan Kiinteän polttoaineen poltinpoltto Polttimen tärkeimmät tehtävät - Pölyn hallittu ja stabiili sytyttäminen - Sekoitus palamisilman kanssa Sekoituspolttimet - Osa palamisilmasta johdetaan siipien läpi aikaansaa pyörteen polttimen akselin ympäri - Pyörre aikaansaa takaisinvirtauksen, joka tuo jo syttynyttä pölyä takaisin polttimen suulle - Palamisilma ulkoapäin ensin sekundääri-ilmana ja myöhemässä vaiheessa tertiääri-ilmana - Sijoitus usein tulipesän seinille Suihkupolttimet - Syttyminen perustuu tulipesästä kiertovirtauksen avulla tuleviin kuumiin savukaasuihin - Palamisilma erillisenä suihkuna pölysuutinten ylä- ja alapuolelta - Sijoitus usein tulipesän nurkkiin 17

18 Kiinteän polttoaineen poltinpoltto Päästöt ja niiden hallinta - Kivihiili ja turve sisältävät 0,5 3,5 % typpeä, joka aihettaa NO x -päästöjä - Sitoutuu haihtuviin aineisiin - NO x -päästöt sitä suuremmat mitä enemmän on haihtuvia - Pelkkä N-pitoisuus ei korreloi NO x -päästöjen kanssa - Vähentämiskeinot samoja kuin edellä - Rikin oksidit SO 2 ja SO 3 - Savukaasut: CO 2 + H 2 O Kiinteän polttoaineen poltinpoltto Sovelluskohteita - Voimalaitokset - Oulun Energian Toppilan voimalaitokset - Toppila MW vastapainevoimalaitos - Toppila MW väliottolauhdutusvoimalaitos - Kattiloissa poltetaan puuta, turvetta ja kivihiiltä - Uusiutuvan energian osuus 38 % - Oulun Energian Laanilan ekovoimalaitos - Mitoitettu t/a jätemäärälle - Puolet Oulun Jätehuollon alueelta puolet muualta - Jätteiden poltto erittäin korkeassa lämpötilassa - Orgaaninen aines hajoaa ei juurikaan hiilidioksidia haitallisempien yhdisteiden muodostumista - Metallurgisessa teollisuudessa esimerkiksi hiili-injektio masuunin hormeilta - Hienojakoisen hiilipölyn injektio puhallusilman sekaan - Korvaa koksia pelkistimenä Kuvat: Oulun energia. 18

19 Yhteenveto poltinpolton päästöistä POLTTOAINE: ÖLJY KAASU KIINTEÄ NO x (N 2 O ja NO) Raskasöljykattila mg/mj Kevytöljykattila mg/mj N 2 O muodostuminen vähäistä (korkea lämpötila) Ainoa merkittävä päästö N 2 O vähäistä Polttoaine-NO x :n osuus kokonaispäästöistä merkittävä N 2 O-päästöt SO 3 ja SO 2 CO,CO 2 ja hiilivedyt Valtaosa polttoaineen rikistä hapettuu kaasumaisiksi rikkiyhdisteiksi Pienet rikkivetypitoisuudet polttoaineessa, ei juuri ollenkaan päästöjä. 75 g/mj Vähäisemmissä määrin CH4 (55 g/mj) Polttoaineen laatu vaikuttaa muodostumiseen Kivihiili 95 g/mj Turve 106 g/mj Poltinten lukumäärä ja sijoitus Tavoitteena taata mahdollisimman hyvä palamistulos sekä tasainen ja tehokas lämmönsiirto - Symmetria on eduksi Poltinten lukumäärään vaikuttavia tekijöitä - Kattilan koko ja tyyppi - Vaadittu säätöalue - Käytettävyys - Huolto Poltinten sijoitus - Seinille, kattoon, pohjalle tai nurkkiin 19

20 Yhteenveto Polttoprosessit hyödyntävät palamisessa vapautuvaa lämpöä - Palaminen on hapettumisreaktio, jossa palava aine reagoi hapen kanssa ja muodostaa oksideja Polttoprosessiin ja palamiseen vaikuttavat - Polttoaine - Polttoilma/-happi - Poltintyyppi Poltinten jaottelu polttoaineen olomuodon perusteella Oxyfuel-poltin, Ovakon Hoforsin tehtaat, Gästrikland, Kuva: Stig-Göran Nilsson, JK:n arkistot. 20