Kurkistus soodakattilan liekkeihin

Samankaltaiset tiedostot
BH10A0201 Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari

Poltto- ja kattilatekniikan perusteet

Biomassan energiakäyttö

Metsäbiojalostamoinvestointien kannattavuus eri politiikkavaihtoehdoissa: Alustavia tuloksia

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU

Äänekosken energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Ympäristö Talous Hyvinvointi Ekotehokkuus

Päästövaikutukset energiantuotannossa

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K Q D

Metsäsektorin yhteistyötä tarvitaan. Kansallinen metsäohjelma Metso-ohjelman käynnistys ja toteutus Maakuntakaavoituksen seuranta

Kotimainen kokonaistoimitus sahateollisuuden tarpeisiin. Jussi Räty, MW Power Suomen Sahat Bioenergiaseminaari 2009

Liite 1 Suunnnitelmaan kuuluvat laitokset, luvan myöntämisajankohta, polttoaineteho ja käyttötunnit

METSÄBIOMASSAN KÄYTTÖ SÄHKÖN JA KAUKOLÄMMÖN TUOTANNOSSA TULEVAISUUDESSA Asiantuntijaseminaari Pöyry Management Consulting Oy

METSÄBIOMASSAN KÄYTTÖ SÄHKÖN JA KAUKOLÄMMÖN TUOTANNOSSA TULEVAISUUDESSA Asiantuntijaseminaari Pöyry Management Consulting Oy

Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa

Keski Suomen energiatase Keski Suomen Energiatoimisto

Työpaketti TP2.1. polton ja termisen kaasutuksen demonstraatiot Kimmo Puolamäki, Jyväskylän ammattikorkeakoulu

Keski-Suomen energiatase Lauri Penttinen Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Jätteen rinnakkaispolton vuosiraportti

Liite 2 Suunnitelmaan kuuluvien laitosten polttoainetiedot ja savukaasumäärät /

SOODAKATTILOIDEN PÄÄSTÖT ILMAAN

Energiaa ja elinvoimaa

Uudet energiatekniikat

UPM:N PIETARSAAREN TEHTAALLE! TILL UPM JAKOBSTAD

Suomen ilmastotavoitteet vuodelle Asko Vuorinen

Mitkä tekniikat ovat käytössä 2020 mennessä, sahojen realismi! Sidosryhmäpäivä 09. Vuosaari Teknologiajohtaja Satu Helynen VTT

UPM BIOPOLTTOAINEET Puupohjaisisten biopolttoaineiden edelläkävijä

BIOTUOTETEHDAS Enemmän kuin sellutehdas Tutkimusjohtaja Niklas von Weymarn, Metsä Fibre

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Teollisuuden säästöpotentiaalit Säästöpotentiaalit - Pk-teollisuus 1

Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY

Energiaa ja elinvoimaa

Biohiilipellettien soveltuvuus pienmittakaavaan

ÄÄNEVOIMA OY ILMANSUOJELUN VUOSIRAPORTTI 2016

Suomi muuttuu Energia uusiutuu

Alue & Yhdyskunta. Tietoja pienistä lämpölaitoksista vuodelta 2012

Luontaisesti syntynyt ekoteollisuuspuisto Case Varkaus

Energiamurros - Energiasta ja CO2

Lähienergialiiton kevätkokous

HIILIVOIMA JA HAPPAMAT SATEET

SAVUKAASUN TILAVUUSVIRRAN JATKUVATOIMINEN MÄÄRITTÄMINEN

KLAPI-ILTA PUUVILLASSA

NOKIANVIRRAN ENERGIA OY

Sähkön ja lämmön tuotanto biokaasulla

Puupolttoaineiden kokonaiskäyttö. lämpö- ja voimalaitoksissa

Onko BAT tilastotiedettä vain puolet kelpaa? Esa Vakkilainen. Lappeenranta University of Technology, Finland

Matkalle PUHTAAMPAAN. maailmaan UPM BIOPOLTTOAINEET

Biodynax Oy. CHP-laitokset hajautetun energiantuotannon lähteenä

Uusi ejektoripohjainen hiilidioksidin talteenotto-menetelmä. BioCO 2 -projektin loppuseminaari elokuuta 2018, Jyväskylä.

Biomassavoimalaitokset yleistyvät Euroopassa. Jouni Kinni ClimBus-ohjelman päätösseminaari Helsinki

MAAILMAN MODERNEIN BIOTUOTETEHDAS

Äänekosken biotuotetehdas

Metsästä energiaa Puupolttoaineet ja metsäenergia

Riikinvoiman ajankohtaiset

Tuontipuu energiantuotannossa

ÄÄNEVOIMA OY ILMANSUOJELUN VUOSIRAPORTTI 2018

Energiavuosi Energiateollisuus ry Merja Tanner-Faarinen päivitetty:

Yksinkertaistettu teollisuuden energiatase

Fortum Otso -bioöljy. Bioöljyn tuotanto ja käyttö sekä hyödyt käyttäjälle

Sisältö. Työn lähtökohta ja tavoitteet Lyhyt kertaus prosessista Käytetyt menetelmät Työn kulku Tulokset Ongelmat ja jatkokehitys

Maakaasu kaukolämmön ja sähkön tuotannossa: case Suomenoja

Keski-Suomen energiatase 2014

Energiatehokkuustoimikunnan mietintö Sirkka Vilkamo Työ- ja elinkeinoministeriö Energiaosasto

Etelä-Karjalan metsäbiotalous

TURPEEN JA PUUN YHTEISPOLTTO MIKSI NÄIN JA KUINKA KAUAN?

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Kaukolämmitys. Karhunpään Rotaryklubi

Metsätalouteen ja metsäteollisuuteen perustuvan energialiiketoiminnan mahdollisuudet

KEMIN ENERGIA OY Ilmastopäivä Kemin Energia Oy Lämmöntuotanto Sähkön osakkuudet Energiatehokkuussopimus

Liite 2 Suunnitelmaan kuuluvien laitosten polttoainetiedot ja savukaasumäärät

Teollisuus- ja palvelutuotannon kasvu edellyttää kohtuuhintaista energiaa ja erityisesti sähköä

Askeleita kohti C02-vapaata tulevaisuutta

Itä-Suomen maakuntien energian käyttö

Metsäenergiaa riittävästi ja riittävän tehokkaasti. Päättäjien Metsäakatemia Toimitusjohtaja Tuomo Kantola Jyväskylän Energia yhtiöt

TSE Oy Naantalin monipolttoainevoimalaitos

Metsä Groupin biotuotetehdas

Keski-Suomen energiatase 2009, matalasuhdanteen vaikutukset teollisuuden energiankulutukseen. Lauri Penttinen Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Puutavaraseminaari Asiakasnäkökulma metsäenergiaan Ahti Weijo Vaasa

Maailma tarvitsee Metsää

GT GT 1200 GTU GTU 1200

1 (7) Miikka Saarinen UPM SPECIALTY PAPERS OY TERVASAAREN VOIMALAITOKSEN YHTEENVETORAPORTTI 2017

TULEVAISUUDEN BIOENERGIARATKAISUT, TBE

Oljen energiakäyttö voimalaitoksessa

Sähkömarkkinoiden kehittäminen sähköä oikeaan hintaan Kuopio

Teollisuudelle turvattava varma ja kilpailukykyinen sähkö Suomessa Fingridin käyttövarmuuspäivä Anja Silvennoinen, UPM-Kymmene Oyj

Jämsän energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Keski-Suomen energiatase 2016

Uuraisten energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Selluteollisuuden sähköntuotannon parantaminen käyttäen BAT-asiakirjaa

SOODAKATTILAN TUKKEUTUMINEN

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Esimerkki projektin parhaista käytännöistä: Kainuun bioenergiaohjelma

Liite 3 Laitosnumero Nimi MW 1 Metsä Board Kaskisen tehdas 65,2 2 Metsä Board Simpeleen tehdas K Metsä Board Simpeleen tehdas K Metsä

Turun Seudun Energiantuotanto Oy Naantalin uusi voimalaitos. Astrum keskus, Salo

MITÄ TEOLLISUUDEN KULJETUKSET ODOTTAVAT TIESTÖLTÄ?

Etelä-Karjalan vastaavat päästöt vuonna 2011

Raportti JMa KOTKAN ENERGIA OY:N HOVINSAAREN VOIMALAITOKSEN YHTEENVETORAPORTTI 2016

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Interaktiivinen asiakasrajapinta ja sen hyödyntäminen energiatehokkuudessa

ENERGIAN JA KÄYTTÖAINEIDEN KULUTUKSEN SEKÄ PÄÄSTÖJEN LASKENTAMENETELMÄ Projektiryhmä

Transkriptio:

Kurkistus soodakattilan liekkeihin Esa K. Vakkilainen Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto 1 17.8.2014

Sisältö Soodakattila mikä se on Oulusta Kymiin Mustalipeä on uusiutuva polttoaine Lipeän palaminen 2 17.8.2014

Soodakattila Höyry Ilma Syöttöv. Tavoite Mustalipeän orgaanisen osan poltto (ligniini, hiilivedyt, organiset hapot, ym.) kemikaalien regenerointi lämmön (höyry) ja sähkön tuotanto 3

Soodakattila Soodakattilassa tapahtuu neljä prosessia: C + O 2 CO 2 + lämpö Na 2 SO 4 + 2C Na 2 S + 2CO 2 H 2 S + 1.5 O 2 SO 2 + H 2 O 2NaOH + SO 2 + 0.5O 2 Na 2 SO 4 + H 2 O 4

Lipeän poltto tulipesässä Ilma Savukaasu Ilma Polttolipeä Polttolipeä Ilma Ilma Ilma Ilma Sula 5

Liuotinsäiliö Sula putoaa pisarapurona liuotinsäiliöön Sula liukenee veteen Liukenemisessa tapahtuu; melu, tärinä, haju Nestepinta pidetään vakaana laihalla valkolipeällä Lopputuote viherlipeä pumpataan kaustistamolle Sula liuotinhönkä Laiha VL Viherlipeä Esa K. Vakkilainen 6

Sula Na, g/kgds K, g/kgds S tot, g/kgds Cl tot, g/kgds C, g/kgds N, g/kgds O, g/kgds Na 2 S, g/kgds* Na 2 CO 3, g/kgds* Na 2 S 2 O 3, g/kgds* Na 2 SO 4, g/kgds* 416.5 72.1 118.1 8.88 74.1 0.2 308.0 245.2 592.9 3.12 23.7 tyypillinen analyysi 7

Tältä soodakattila näytti 1938 Toimittaja Kapasiteetti Polttolip. ka 45 % Päähöyry Babcock&Wilcox 120 t ka/24h 5 kg/s 31 bar(a) 320 C 8

Tältä soodakattila näyttää 2010 Toimittaja Kapasiteetti Metso Power Oy 3600 t ds/24h Polttolip. ka 85 %, (83,9%) Päähöyry 170 kg/s 102 bar(a) 505 C 9

Kapasiteetti, tka/24h Soodakattiloiden koko on edelleen kasvussa 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Käynnistysvuosi 10 10.10.2008

Sähkön käyttö Suomessa 2007 Yhteensä 90 TWh Mustalipeä 5 TWh uusiutuvista 19 % Julkinen sektori 6 % Palvelut 12 % Häviöt 4 % Metsäteollisuus 28 GWh sähköä Maatalous 3 % Teollisuus 54 % Mustalipeää 38 GWh Primäärienergiasta 13 % Kotitaloudet 21 % 12.9.2007

Sellutehtaan Sankey-kaavio POLTTOAINEET KATTILAT TURBIINIT ENERGIANTOIMITUS [GWh/a] 1 GWh = 3600 GJ Nuohous Häviöt Reduktiolämpö Osto VL OK Myynti Mustalipeä SK Lauhdutin Sellu Häviöt Sähkö tehtaille Saha POR Suopa Myynti Häviöt Sellu kuori Kuori ja puru Nuohous KK KP HT Höyry tehtaille Sellu Saha kuori Häviöt Reduktio Saha Saha puru MU Reaktio Liete Häviöt Metanoli Hajukaasu HKK Apul. VL OK + häviöt POK 12

Mustalipeän palaminen, laboratorio (Åbo Akademi) 13

Haihtuvien palaminen alkaa (Åbo Akademi) 14

Haihtuvien palaminen loppuu (Åbo Akademi) 15

Hiiltojäännös palaa (Åbo Akademi) 16

Tuhkareaktiot (Åbo Akademi) 17

Kuinka optimaalinen poltto määritellään? emissioiden minimin avulla mutta minkä? polttokapasiteetin kautta enemmän on parempi! tulipesän stabiliteetin kautta mikä kertoo? minimi savukaasun vertikaalinopeuden avulla miksi? maksimaalisen sekoituksen avulla kuinka mitataan? tulipesän alaosan lämpötilan avulla onko iso parempi? 18 10.10.2008

CFD-malleilla voidaan polttoa simuloida Ennustaako nopeusjakauma hyvää ajotapaa? 19 10.10.2008

Kuuma pesä vähentää rikkiä, mutta lisää NOx 20 10.10.2008

Optimaalisen polton osat Ilmamäärien ja aukkomallien valinta Ruiskutuksen parametrien valinta; ruiskutyyppi, lukumäärä, paine ja lämpötila Ajotavan muutokset lipeän ominaisuuksien muuttuessa 21 10.10.2008

Eri tehtaat ajavat vielä eri ilmamalleja, miksi? 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % Yläilmat Sekundäärit Primääri 30 % 20 % 10 % 0 % N G A S H M Q P I D L B K C E R J F O vanhin 22 10.10.2008 nuorin

Korkean kuiva-aineen poltto Kuiva-aineen nosto on kiinnostava koska Päästöt vähenevät Likaantuminen helpottuu Energiantuotanto kasvaa Tutkimuksessa on ollut mukana useita korkeakouluja mm. LUT, Aalto ja Åbo Akademi Korkeaa kuiva-ainetta ainakin kokeilleita tehtaita on mm. Stora-Enso; Imatra, Varkaus, UPM- Kymmene; Kaukas, Kuusaa, Wisaforest, Metsä- Botnia; Joutseno, Kaskinen, Kemi, Äänekoski 23 10.10.2008

Korkea kuiva-aine muuttaa lipeän ominaisuuksia Kiehumapisteen kohoama nousee lipeää pidettävä kovemmassa paineessa ettei se rupea höyrystymään Viskositeetti nousee lipeää käsiteltävä kuumempana jotta se olisi juoksevaa sulfidi-, hydroksidi ja kloridipitoisuudet liuoksessa nousevat (esim. sulfidi/vapaa vesi) lipeä on korrodoivampaa 24 10.10.2008

Yhteenveto Mustalipeä on Suomalainen polttoaine Sen käyttö on Suomelle tärkeää 13 % energiasta 19 5 uusiutuvasta sähköstä Mustalipeä paisuu palaessaan Mustalipeä on nestemäistä vaikka vesipitoisuus alhainen Palamisen tavoitteen määrittäminen prosessiteollisuuden kattiloille vaikeaa 25 17.8.2014