Kierrätyspolttoaineiden käyttö leijukerrospoltossa vetykaasun kanssa
Kuusela, Hanna (2009)
Diplomityö
Kuusela, Hanna
2009
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe200911122340
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe200911122340
Tiivistelmä
Tämä diplomityö on tehty Leppäkosken Energia Oy:n ja Kemira Chemicals Oy:n yhteisyritys FC Energia Oy:lle. FC Energia Oy suunnittelee rakentaa uutta bio-vetyvoimalaitosta Sastamalaan. Voimalaitoksella tuotettaisiin Kemira Chemicals Oy:n ylijäämävedystä ja biopolttoaineista sähköä, kaukolämpöä ja prosessihöyryä. Ympäristölupaa on haettu hakkeen, turpeen ja kierrätyspuun poltolle vetykaasun kanssa. Voimalaitoksen kattilan toiminta perustuu kuplivaan leijukerrostekniikkaan.
Diplomityössä selvitettiin, mitä muutoksia kierrätyspolttoaineiden käyttö vaatii leijukerrospoltossa verrattuna hakkeen ja turpeen polttoon. Kierrätyspolttoaineena käytetään hyvälaatuista kierrätyspuuta. Kierrätyspuun käytössä sovelletaan jätteenpoltto-asetusta. Jätteenpolttoasetus määrää tiukemmat päästöjen raja-arvot rinnakkaispoltolle kuin hakkeen ja turpeen poltolle sekä jatkuvatoimiset savukaasujen mittauslaitteet. Rinnakkaispolton hiukkasmaisten päästöjen tiukempi raja-arvo vaatii tehokkaamman sähkösuodattimen. Lisäksi kierrätyspuuta käytettäessä tulistimen materiaaliin tulee olla kestävämpää, mikä aiheuttaa huomattavan lisäinvestoinnin.
Työn päätavoitteena oli selvittää, onko kierrätyspuun käyttö taloudellisesti kannattavaa. Oletetulla kierrätyspuun hinnalla 10 €/MWh kierrätyspuuta polttavan voimalaitoksen takaisinmaksuaika on sama kuin haketta polttavan laitoksen ja vuoden lyhyempi kuin turvetta polttavan laitoksen. Tulokseksi saatiin, että rinnakkaispoltto käyttö on taloudellisesti kannattavaa hakkeenpolttoon nähden jos kierrätyspuun hinta on alle 11,2 €/MWh. Kierrätyspuun polttoon liittyy toiminnallinen riski, koska vastaavanlaisia rinnakkaispolttolaitoksia ei ole aiemmin rakennettu. This master's thesis was made to FC Energia Oy, a joint venture of Leppäkosken Energia Oy and Kemira Chemicals Oy. FC Energia Oy is planning to build a new biohydrogen power plant in Sastamala. The power plant would produce electricity, district heating and process steam from Kemira Chemicals Oy's residue hydrogen and biofuel. Environmental license for combustion of chips, peat and recovered wood with hydrogen gas has been applied for. The power plant's boiler uses bubbling fluidized bed technology.
The purpose of this study was to find out which changes the use of the recycled fuel requires, compared to combustion of chips and peat. Good quality recovered wood is used as recycled fuel. The Finnish environmental legislation regulates the waste in-cineration of recovered wood. The regulations stipulate stricter emission limit values for co-combustion than for combustion of chips and peat. Continuous flue gas meas-urement instruments are also required. Stricter limit values for co-combustion particle emissions require a more efficient electric filter. Also the material of the superheater has to be more durable when using recovered wood as fuel. This requires significant additional investments.
The main aim of the thesis was to find out if the use of the recovered wood is finan-cially profitable. When the estimated price of recovered wood is 10 €/MWh, the re-payment period for recovered wood power plant is the same as for a chips power plant, and one year shorter than for a peat power plant. The result of this study is that co-combustion is more profitable than a chips power plant if the price of recovered wood is under 11,2 €/MWh. Combustion of recovered wood poses a functional risk because a co-combustion plant of this type has not been previously built.
Diplomityössä selvitettiin, mitä muutoksia kierrätyspolttoaineiden käyttö vaatii leijukerrospoltossa verrattuna hakkeen ja turpeen polttoon. Kierrätyspolttoaineena käytetään hyvälaatuista kierrätyspuuta. Kierrätyspuun käytössä sovelletaan jätteenpoltto-asetusta. Jätteenpolttoasetus määrää tiukemmat päästöjen raja-arvot rinnakkaispoltolle kuin hakkeen ja turpeen poltolle sekä jatkuvatoimiset savukaasujen mittauslaitteet. Rinnakkaispolton hiukkasmaisten päästöjen tiukempi raja-arvo vaatii tehokkaamman sähkösuodattimen. Lisäksi kierrätyspuuta käytettäessä tulistimen materiaaliin tulee olla kestävämpää, mikä aiheuttaa huomattavan lisäinvestoinnin.
Työn päätavoitteena oli selvittää, onko kierrätyspuun käyttö taloudellisesti kannattavaa. Oletetulla kierrätyspuun hinnalla 10 €/MWh kierrätyspuuta polttavan voimalaitoksen takaisinmaksuaika on sama kuin haketta polttavan laitoksen ja vuoden lyhyempi kuin turvetta polttavan laitoksen. Tulokseksi saatiin, että rinnakkaispoltto käyttö on taloudellisesti kannattavaa hakkeenpolttoon nähden jos kierrätyspuun hinta on alle 11,2 €/MWh. Kierrätyspuun polttoon liittyy toiminnallinen riski, koska vastaavanlaisia rinnakkaispolttolaitoksia ei ole aiemmin rakennettu.
The purpose of this study was to find out which changes the use of the recycled fuel requires, compared to combustion of chips and peat. Good quality recovered wood is used as recycled fuel. The Finnish environmental legislation regulates the waste in-cineration of recovered wood. The regulations stipulate stricter emission limit values for co-combustion than for combustion of chips and peat. Continuous flue gas meas-urement instruments are also required. Stricter limit values for co-combustion particle emissions require a more efficient electric filter. Also the material of the superheater has to be more durable when using recovered wood as fuel. This requires significant additional investments.
The main aim of the thesis was to find out if the use of the recovered wood is finan-cially profitable. When the estimated price of recovered wood is 10 €/MWh, the re-payment period for recovered wood power plant is the same as for a chips power plant, and one year shorter than for a peat power plant. The result of this study is that co-combustion is more profitable than a chips power plant if the price of recovered wood is under 11,2 €/MWh. Combustion of recovered wood poses a functional risk because a co-combustion plant of this type has not been previously built.