SAVUKAASUJEN PUHDISTUSJÄRJESTELMÄ MUUTOSTILANTEISSA Erika Koskinen Tuoteinsinööri, Metso Power erika.koskinen@metso.com +358 503 851 047 Suomen energiateollisuus muutoksessa Monipuoliset tekniset ratkaisut Tuhkan läjitys Biopolttoaineet Jätevedet Kierrätyspolttoaineet Uudet laitokset Energiatehokkuus Tiukentuvat päästöraja-arvot Pyrolyysi Uudet haasteet Uudet tekniikat Vanhat laitokset Tekniset rajoitukset Jäljellä oleva käyttöikä Kaasutus 2
Esityksen sisältö Metson ratkaisuja savukaasujen puhdistukseen Lämmöntalteenotto savukaasuista Esimerkkiratkaisuja 3 Metson polku päästöjen hallintaan Nykytilanteen kartoitus Hallittu palaminen Optimoitu savukaasun puhdistus Käytössä olevan tekniikan kartoitus ja mekaanisen kunnon tarkastus Nykyiset päästöt Tulevaisuuden : Halutut polttoaineet Kattilan kuormitus Uudet lupamääräykset Hankitaan yleiskuva siitä, mitä pitää tutkia tarkemmin Polttoaineensyötön stabilointi Ilmajärjestelmän ajanmukaistaminen Ohjausjärjestelmän kehittäminen Varmistetaan, että polttoprosessissa syntyy minimipäästöt Tapauskohtaiset ratkaisut: NO x -, SO x -, hiukkas- ja CO-päästöt Jätteenpolttokattiloiden vaatimukset Hyötysuhteen nosto savukaasujen lämmöntalteenotolla Ilmapäästöjen seurantaja raportointijärjestelmä Valitaan kohteeseen kustannustehokkain laiteratkaisu 4
Metson sähkösuodinratkaisut Metson sähkösuodin: Voimantuotanto ja Pulp & Paper Uuden sukupolven MetsoDNA ohjausjärjestelmä Huolto ja jälkimarkkinat: Suodin tarkastukset ja kunnostukset Sähkö- ja ohjausjärjestelmän uusinta Kaasunjaon parantaminen Lisäkenttäratkaisut 5 Metson sähkösuodinratkaisut Uuden sukupolven MetsoDNA ohjausjärjestelmä 6
Metson letkusuodinratkaisut Pölyn poisto: <2 mg/nm 3 6% O 2 Metso SimPulse 3CS letkusuodin Happamien kaasujen (mm. SO2, HCl, HF) poisto lisäaineilla: Kalsiumhydroksidi Natriumbikarbonaatti Dioksiinien, furaanien sekä raskasmetallien poisto aktiivihiilellä Metso EcoStar -letkun rakenne Letkut: Materiaali valitaan polttoaineesta ja prosessiolosuhteista riippuen käyttöikä 1 8 vuotta materiaalista ja olosuhteista riippuen Raakamateriaaleina käytetään mm. PPS, PTFE, P84, lasikuitua 7 SNCR Ei-katalyyttinen typen oksidien poisto NO x -vähennys riippuu kattilan rakenteesta ja kuormasta BFB 20 50 % CFB 40 70 % H Partial load Suitable temperature window Kemikaali (ammoniakki tai urea) ruiskutetaan sopivalle lämpötilaalueelle kattilassa Minimum load Full load t 8
SCR Katalyyttinen typen oksidien poisto NO x vähennys >90 % Riippumaton kattilan poltto-olosuhteista Katalyytin ja ammoniakkiruiskutuksen sijoitus riippuu polttoaineen laadusta ja kattilan lay-outista High-dust sijoitus ennen hiukkasten poistoa Hiilelle, turpeelle ja puhtaalle biomassalle Savukaasun lämpötila 240 370 C Tail end sijoitus hiukkasten ja rikinpoiston jälkeen Biomassalle, kierrätyspolttoaineelle ja jätteelle Savukaasun lämpötila 165 260 C 9 SCR High-dust katalyytin jälkiasennus Sopiva lämpötilaikkuna Tilavaraus katalyytille Jälkiasennuksen haasteena usein ahtaat tilat 10
Metson savukaasupesurit Jokainen ratkaisu räätälöidään tarpeen mukaan Kemikaali ja ph-taso valitaan pesutarpeen mukaan Lämmöntalteenotto mahdollista lisätä ratkaisuun Pesurilla saavutetaan: > 50 % pölylle >> 90 % HCl >> 90 % SO 2 11 Lämmöntalteenotto Kaukolämpölaitos 69 MW 12
Esimerkkiratkaisu 1. Olemassa oleva kattilalaitos Kattila: Polttoaineet: Savukaasunpuhdistus: Vähennystarve: kerrosleijukattila puu, turve ESP SO 2, NO x ja pöly Metson ratkaisumalli: SNCR ESP remontti Pesuri Urean vastaanotto- ja syöttöjärjestelmä Haasteena tilanpuute sopivalla lämpötila-alueella sekä tilanahtaus kattilaseinien ympärillä Olemassa olevien kenttien mekaaninen kunnostus Tasasuuntaajien vaihto, ohjausjärjestelmän uusiminen Lisäkenttä Pesee pölyn, SO2 ja NH3 Lämmöntalteenotto 20 MW Savukaasupuhaltimien uusinta, piipun pinnoitus 13 Esimerkkiratkaisu 2. Uusi kattilalaitos (Bomhus Energi AB) Kattila: 150 MW th kerrosleijukattila Polttoaineet: kuori, sahanpuru, metsätähde, bioöljy Päästörajat: NO x 110 mg/nm 3 NH 3 slip 15 mg/nm 3 N 2 O 30 mg/nm 3 (kuiva, 6 % O 2 ) pöly 10 mg/nm 3 SO 2 165 mg/nm 3 HCl 15 mg/nm 3 HF 1,5 mg/nm 3 TOC 15 mg/nm 3 CO 190 mg/nm 3 Metson ratkaisumalli: SNCR 25 -% ammoniakkivesiliuos SCR Letkusuodin High dust SCR 25 -% ammoniakkivesiliuos Pöly ja happamat kaasut Lisäaineena natriumbikarbonaatti Savukaasulauhdutin 40 MW tuubilauhdutin 14
Polku onnistumiseen Yhteenveto Nykytilanteen kartoitus Hallittu palaminen Optimoitu savukaasunpuhdistus Metso IED -study Metso automaatio -study Metso kattilatarkastus Polttoaineensyöttö Ilmansyöttö Polttimet Perusautomaatio Kehittyneet säädöt Ilmapäästöjen seuranta- ja raportointisovellukset SNCR SCR ESP BHF Pesurin ja lauhduttimet Kattilatekniikan tuntemus, muutostöiden hallinta, IED sopimus Vaikka BAT:ia ei ole vielä vahvistettu, ovat vähimmäisvaatimukset jo tiedossa: - Nyt on aika aloittaa suunnittelu - Etenemistapa riippuu tapauksesta: Vaiheittainen eteneminen Suoraan savukaasunpuhdistusinvestointeihin 15 Metson referenssit Sähkösuotimet 5 Metson sähkösuodinta, 2 sähkösuodinremonttia Lukuisia alihankittuja sähkösuotimia Letkusuotimet 19 Metson letkusuodinta vuodesta 2007 Lukuisia alihankittuja letkusuotimia SNCR 39 uutta BFB kattilaa, 16 uutta CFB kattilaa, 6 FB jälkiasennusta Katalyytit 5 uutta CFB/BFB kattilaa, 1 pölykattila, 1 kaasukattila,1 BFB jälkiasennus vuodesta 1993 Pesurit Yli 60 voimalaitos- ja soodakattilapesuria, 9 SO 2 -pesuria, 6 savukaasulauhdutinta vuodesta 1972 16