Tuhkasta uutta liiketoimintaa (TUULI) Anne Marttila 14.6.2013
Taustaa Monien tuhkien (erityisesti seostuhkien ja biopohjaisten tuhkien) hyödyntämismahdollisuudet ovat nykyisin esimerkiksi haittaainepitoisuuksien ja tuhkien laadunvaihtelun vuoksi heikot Jätteeksi päätyessään tuhka kuormittaa ympäristöä ja aiheuttaa kustannuksia, etenkin jäteveron laajennuttua tuhkiin Tuhkan ominaisuuksiin ja hyödynnettävyyteen voidaan vaikuttaa poltettavan raaka-aineen valinnalla, poltto-olosuhteilta muokkaamalla ja tuhkan prosessoinnilla Hyödyntämällä tuhkaa voidaan vähentää neitseellisten raakaaineiden käyttöä ja pienentää hiilijalanjälkeä
PARTIKKELI- KOKO? LAADUN VAIHTELU? TUHKAN LAATU? PARTIKKELI- MUOTO? HAITALLISET AINEET? REAKTIIVISET KOMPONENTIT?
TUULI-hanke Tekes-rahoitteinen tutkimushanke, osana Green Growth-ohjelmaa Ekokem toimii koordinaattorina Mukana lisäksi 13 yritysrahoittajaa
Hankkeen tavoitteet Ymmärtää termisten prosessien raaka-aineiden, polton lisäaineiden, prosessiolosuhteiden ja tuhkan talteenottojärjestelmän vaikutus syntyvän tuhkan laatuun Ymmärtää tuhkan kemiallisen ja mineralogisen koostumuksen sekä morfologian vaikutus tuhkan reaktioihin ja hyötykäyttömahdollisuuksiin Kehittää termisiä, mekaanisia ja kemiallisia prosessointimenetelmiä, joiden avulla tuhkaa ja kuonaa voidaan saattaa paremmin hyödynnettävään muotoon Osoittaa prosessoitujen tuhkajakeiden soveltuvuus eri käyttötarkoituksiin, kuten rakennusmateriaalien valmistukseen, kaivostäyttöihin, teollisten prosessien raaka-aineeksi, maanrakennukseen, vedenpuhdistukseen tai lannoitevalmisteisiin
Hankkeen resurssit Kesto 2,5 vuotta (syksy 2012-kevät 2015) Kokonaisbudjetti noin 1,5 M Tutkimusosapuolet: Vastuualue Mineralogia Polttotekniikka ja terminen käsittely Mekaaninen käsittely, partikkelitekniikka Betonitekniikka Ympäristölainsäädäntö Kemialliset analyysit Tutkimusryhmä Oulun yliopisto (prof. Fabritius) Åbo Akademi (prof. Hupa) Oulun yliopisto (prof. Niinimäki) Ekolite (Talling) Lapin yliopisto (prof. Kokko) Oulun yliopisto (Kuokkanen)
Rinnakkaishanke GEOPO: Oulun yliopiston geopolymeerihankkeessa tutkitaan materiaalin käsittelyssä syntyvien erityisen haastavien jakeiden hyödyntämistä.
Työpakettikokonaisuus WP 0 WP 1 WP 2 WP 3 WP 4 WP 5 WP 6 WP 7 Project coordination Fuel additives and fuel mixes Material quality and thermal processing Mechanical treatments and dry separation Advanced wet separation technologies Hardening and stabilization Application testing Legislation
WP0 Project coordination Sustainable utilisation of ash, slag and pyrolysis residuals (TUULI) WP1 Fuel additives and fuel mixes WP2 Material quality and thermal processing WP3 Mechanical treatment, micronization, dry separation WP4 Advanced wet separation WP5 Hydraulic binder systems WP6 Applications testing WP7 Legislation and LCA Thermodynamic modelling Ash sampling and process parameter collection Fractionation of ash Chemical leaching and separation Ash hardening reactions Water applications Legal framework for ash utilization Improvement of ash properties in the fluidized bed boiler Microstructure of materials Abrasive milling of ash Kinetics and rheology during setting and hardening reactions Water treatment and neutralization Product regulations Improvement of ash properties in pulverized fuel boiler Sequential leaching tests for critical elements Micronization of ash and slag Ash utilization for stabilisation and related environmental applications Fertilization and soil improvement Anticipate amendments of product regulations Evaluation of corrosive components Classification system for ashes Treatment studies Ash utilization for cement raw material Mine fillings Assessment of environmental performance Bed agglomeration Verification of properties Categorizing power plants Verification of properties Ash optimisation for construction of lean mixes for backfills Highash cement production and use Concrete and construction products Infrastructure applications Sludge and waste stablization Thermally insulation mineral wools Cement factory trials steelmaking slags as sementitious materials Ni and Cu slags as cementitious materials
Tutkimuksen tilanne Yritysrahoittajien tarpeet on kartoitettu ja tutkimusta suunniteltu tahtotilojen mukaiseksi Taustakartoituksia ja kirjallisuusselvitystyötä on tehty ahkerasti tuhkien mineralogiasta sekä hydrataatiosta ja termodynaamisen mallinnuksen pohjaksi Tutkittu esimerkiksi erään voimalaitoksen kolmella eri polttoainekoostumuksella tuotettuja tuhkanäytteitä kolmelta eri sähkösuotimelta Fraktiointia, ilmaluokitusta ja jauhatusta Lannoitekelpoisuus- ja betonisovellustutkimusta Tarkasteltu sähkösuotimien kykyä fraktioida tuhkaa fysikaalisesti ja kemiallisesti Tarkasteltu eri polttoaineseosten vaikutusta tuhkan ominaisuuksiin
Odotettavissa olevat tulokset Toimiva, koko arvoverkon kattava ekosysteemi tuhkan tuottajien, käsittelijöiden ja hyödyntäjien välille; kestävät hyötykäyttöratkaisut Parempi ymmärrys tuhkan laatuun vaikuttavista seikoista Morfologiaan ja mineralogiaan perustuva luokitusjärjestelmä tuhkille perinteisen raaka-aineisiin ja alkuainekoostumukseen perustuvan rinnalle Kaatopaikattavan jätteen määrän väheneminen Neitseellisten raaka-aineiden käytön väheneminen Uusia menetelmiä ja prosesseja tuhkien jalostukseen ja hyödyntämiseen Uusia tuotteita
Kiitos!