Korkealämpötilakemia

Korkealämpötilakemia
Palamisen päästöt Ti klo 8-10 SÄ114

Tavoite Oppia tuntemaan keskeisimmät palamisessa syntyvät päästöt sekä keinot päästöihin vaikuttamiseksi Hiilidioksidi Rikin oksidit Typen oksidit Muut päästöt Tutustua polttoprosessien päästörajoihin Kuva: Kaisa Heikkinen.

Sisältö Palamisen päästöt ja niiden mittaaminen Hiilidioksidipäästöt
Rikin oksidit Rikki polttoaineissa Rikin oksidien muodostuminen Päästöjen vähentäminen Typen oksidit Muodostumismekanismit erilaisilla polttotekniikoilla Muut päästöt PAH, dioksiinit, furaanit, raskasmetallit, vetyhalogeenit Päästörajoitukset

Palamisen päästöt Palamisen tavoitteena polttoaineeseen sitoutuneen energian vapauttaminen hyödylliseen käyttöön – Energian ”tuotanto” Joissain tapauksissa haitallisten aineiden hajottaminen Lisäksi syntyy päästöjä Hiilivetyjä poltettaessa vapautuu aina CO2 ja H2O Näiden lisäksi keskeisiä Rikin oksidit Typen oksidit Reagoimattomat hiilivedyt Aromaattiset yhdisteet (sis. PAH) Klooriyhdisteet Raskasmetallipäästöt Osa päästöistä vaarattomia (esim. H2O), osa ympäristölle haitallisia (esim. CO2), osa myrkyllisiä/terveydelle vaarallisia (esim. raskasmetallit) Lisäksi tietyt palamistuotteet voivat lisätä tulipesän ja savukaasukanaviston materiaalien korroosiota (esim. HCl) Haaste kaasumaisissa päästöissä on niiden leviäminen Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Päästöjen mittaaminen
Näytteenoton yleisenä periaatteena isokineettinen näytteenotto Virtausnopeus savukaasukanavassa = Virtausnopeus näytteenottosondissa Kaasumaisten päästöjen mittauksessa käytetään yleensä ekstraktiivista (näytteenottoon perustuvaa) ja laimentavaa näytteenottoa Lisäksi on olemassa in situ –mittauksia Jatkuvatoiminen mittaus savukaasukanavaan pysyvästi sijoitetun sondin avulla Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Hiilidioksidipäästöt
Polttoprosesseja hyödyntävä energiantuotanto on suurin kasvihuonekaasujen päästölähde Hiilidioksidipäästöjä ei voida välttää, jos poltetaan hiiltä sisältäviä polttoaineita Toisin kuin muut palamisen päästöt, joihin voidaan vaikuttaa polttoaineen valinnalla polttotekniikalla Ainoa vaikutusmahdollisuus on CO2:n talteenotto ja/tai kierrätys Lopullinen eroonpääsy CO2-päästöistä vain muita kuin hiiltä sisältäviä polttoaineita käyttämällä Lähde: CO2 emissions from fuel combusion. International Energy Agency

Hiilidioksidipäästöt
Lähde: CO2 emissions from fuel combusion. International Energy Agency

Rikin oksidit Rikin oksidit (SO2 ja SO3) ovat haitallisia sekä ympäristölle että terveydelle Terveyshaitat korostuvat olosuhteissa, joissa ilman hiukkaspitoisuus on myös korkea Vaikea erottaa rikin ja hiukkasten terveysvaikutuksia Happosateet yhdessä typen oksidien kanssa Nopeuttavat metallien korroosiota ja kipsimateriaalien rapautumista Ihmisen toiminnan aiheuttamat SOx-päästöt Suurin osa peräisin fossiilisten polttoaineiden poltosta Muita lähteitä metallien valmistus sulfidisista raaka- aineista sekä rikkihapon valmistus Ensimmäinen kaasumainen yhdiste, jonka päästöjä voimalaitoksista on rajoitettu Valtaosa polton rikkipäästöistä on SO2:a Hapettuu ilmakehässä rikkitrioksidiksi Esimerkki rikkipäästöjen vaikutuksesta ympäristöön: Harjavallan tehdasalueen ympäristö vuonna 1951. Miksi SO2 johdetaan rikkihapon valmistukseen: Harjavallan tehdasalueen ympäristö 50 vuotta myöhemmin. Kuvat: Jyrki Heino. Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Rikin oksidit Palamisessa vapautuvat rikin oksidit ovat peräisin polttoaineesta Useimmat polttoaineet sisältävät rikkiä (0 – 5 %) Sidottuna orgaanisiin yhdisteisiin tai epäorgaanisina yhdisteinä Kivihiilen rikistä 50 – 80 % on epäorgaanisissa yhdisteissä (valtaosa pyriittinä, FeS2) Polttoöljyissä rikki lähes täysin orgaanisissa yhdisteissä Maakaasussa voi esiintyä vähän rikkivetyä (H2S) Biopolttoaineissa rikki on orgaanisissa yhdisteissä Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Rikin oksidit Rikin oksidien muodostuminen poltossa
Suurin osa polttoaineen rikistä reagoi SO2:ksi Pieni määrä voi sitoutua tuhkan alkaleihin ja maa-alkaleihin Muutama prosentti hapettuneesta rikistä SO3:na Ilman kaasunpuhdistusta olevassa poltossa on perusteltua olettaa, että kaikki polttoaineen rikki päätyy kaasuun SO2:na Mekanismi, jolla rikki hapettuu ja vapautuu polttoaineesta kaasufaasiin, riippuu siitä, missä muodossa rikki polttoaineessa on FeS2:sta vapautuu toinen rikkiatomi nopeasti jo alhaisissa lämpötiloissa (muodostuu FeS), mutta jälkimmäisen rikkiatomin irtoaminen on hitaampaa Orgaaniset rikkiyhdisteet Alifaattiset yhdisteet hajoavat kuumennettaessa nopeasti – rikki vapautuu pyrolyysin aikana Aromaattiset yhdisteet vaativat korkeita lämpötiloja Monimutkaisemmat rikkiyhdisteet hajoavat ensin pienemmiksi molekyyleiksi (esim. H2S, COS), jotka reagoivat edelleen rikkidioksidiksi Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Rikin oksidit Rikin oksidien muodostuminen poltossa
Osa SO2:sta reagoi edelleen SO3:ksi Termisesti (> 1100 C) tai katalyyttisesti ( C) Katalyytteinä esim. V2O5 tai Fe3O4 Terminen mekanismi yleensä hallitseva, ellei polttoaineen tuhkassa vanadiinia ja rautaa katalysoivassa muodossa Päästöjen kannalta ei ole väliä, muodostuuko SO2 vai SO3 SO3 on kuitenkin korrodoivampi jo matalissa lämpötiloissa SO3:n reaktio H2O:n kanssa muodostaen kaasumaista rikkihappoa, joka tiivistyy vesi-rikkihappoliuokseksi pinnoille, joiden lämpötila alittaa seoksen kastepisteen – korroosio Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Rikin oksidit SOx-päästöjä ei voida juurikaan vähentää polttoteknisin keinoin – Menetelmät: Polttoaineen rikkipitoisuuden alentaminen Epäorgaaninen rikki (pyriitti, sulfaatit) voidaan poistaa kivihiilestä esim. vaahdottamalla, tiheyserotuksella tai magneettisesti Erotustehokkuus riippuu partikkelikoosta Orgaanisen rikin erotus taloudellisesti ei kannattavaa Nestemäisistä polttoaineista rikkiä poistetaan hydrokrakkaamalla – Rikki vapautuu H2S:nä Onnistuu paremmin kevyistä kuin raskaista öljyistä Rikinpoisto savukaasuista tulipesän jälkeen Märkä- tai puolikuivapesurit Jäähdytetyn kaasun SOx:t reagoivat lietteen kanssa Reagoivana aineena yleensä CaCO3 tai Ca(OH)2 Vaihtoehtoisesti Na2CO3, merivesi, Mg(OH)2, ... Etuna tehokkuus (> 95 %), haittana kalliit laitteistot Puolikuivapesureissa liete sumutetaan pieninä pisaroina Kuivuvat rikinpoistokammiossa  Kuiva tuote Regeneroivat menetelmät (märkämenetelmiä) Käytetään reagenssia, joka voidaan regeneroida Etuna jätteettömyys, haittana kalleus Yhdistetyt SOx/NOx:n poistomenetelmät – esim. Shell-prosessi Reagensseina CuO ja NH3 - regeneratiivinen Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Rikin oksidit SOx-päästöjä ei voida juurikaan vähentää polttoteknisin keinoin – Menetelmät: Rikinpoisto tulipesästä – ”Kuivat rikinpoistomenetelmät” Perustuvat kalsiumyhdisteiden kykyyn sitoa rikkiä Kalkkikiven tai muun kalsiumyhdisteen syöttäminen tulipesään hienojakoisena (2 – 10 m) Leijupetipoltossa voidaan lisätä suoraan leijukerrokseen CaCO3, Ca(OH)2, CaCO3MgCO3 Hienojakoinen materiaali kalsinoituu korkeissa lämpötiloissa Muodostuu CaO, jonka moolitilavuus alhaisempi (syntyvä CaO on erittäin huokoista – paljon reaktiopinta-alaa) CaO reagoi SOx:n kanssa  CaSO4 Hiukkaset savukaasun mukaan Erotus lentotuhkan kanssa hiukkaserottimissa Etuna edullisuus verrattuna savukaasuista tehtävään rikinpoistoon, jossa tarvitaan erilliset laitteet Tehokkuudeltaan heikompi kuin savukaasuista tehtävä rikinpoisto Paineistetuissa leijupetipoltoissa CO2:n osapaine niin korkea, ettei CaCO3 kalsinoidu Reaktio on alussa hidas (vähemmän huokosia) Se ei kuitenkaan hidastu yhtä nopeasti kuin kalsinoituneen CaO:n tapauksessa, jossa huokosten tukkeutuminen hidastaa reaktiota nopeasti Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Rikin oksidit SOx-päästöjä ei voida juurikaan vähentää polttoteknisin keinoin – Menetelmät: Rikinpoisto tulipesästä – ”Kuivat rikinpoistomenetelmät” Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Rikin oksidit Rikkiyhdisteet pelkistävissä olosuhteissa
Kaasutusprosessit, joissa polttoaineesta tuotetaan palavaa kaasua Lievillä ali-ilmamäärillä(kin) SO2 on hallitseva komponentti Alemmilla ilmakertoimen arvoilla rikkiyhdisteistä noin 90 % on rikkivetynä (H2S) – seuraavaksi eniten karbonyylisulfidia (COS) Rikinpoisto pelkistävissä olosuhteissa Myös rikkivety ja karbonyylisulfidi reagoivat CaO:n kanssa Syntyvän rikkisulfidin moolitilavuus pienempi kuin –sulfaatilla Ei synny tiivistä tuotekerrosta, joka hidastaa reaktiota Nopeampi rikinpoisto kuin hapettavissa olosuhteissa Rajoittavaksi tekijäksi tasapaino: tuotekaasuun jää aina merkittäviä määriä rikkivetyä Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit Typen oksidit ovat ympäristölle haitallisia
Haitallisuuteen alettu kiinnittämän huomioita 1970-luvulta NOx:ien haittavaikutuksia happosateet ja osallistuminen saastesumun muodostumiseen Päästöjen NO reagoi NO2:ksi – ympäristövaikutus miltei sama N2O on kasvihuonekaasu ja aiheuttaa otsonituhoa Ihmisen toiminnasta aiheutuvat päästöt Pääasiassa liikenteestä sekä lämpö- ja voimalaitosten polttoprosesseista Poltossa syntyvistä NOx:sta suurin osa NO – noin 5 % NO2 N2O syntyy lähinnä hiilen leijupoltossa sekä autojen pakokaasujen katalyyttisessä puhdistuksessa Suuremmat päästöt maataloudesta ja vesien käsittelystä Muita typen oksideja vain hyvin vähäisiä määriä NO:n muodostuminen/hajoaminen on hidasta Palamislämpötilassa ei ehditä saavuttaa (korkeaa) tasapainopitoisuutta Toisaalta matalaankiin lämpötilaan jää NO:a, vaikka tasapainopitoisuus on lähellä nollaa Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit NO:n muodostuminen
Polttoilman typestä (N2) kolmella mekanismilla Terminen NO Hidasta alle 1400 C:ssa, merkittävä yli 1600 C:ssa ns. (laajennettu) Zeldovichin mekanismi Typen ja hapen suora reaktio liian hidas Reaktion käynnistävät O- ja OH-radikaalit Nopeutta rajoittaa N2:n ja O:n reaktio, jolla erittäin korkea aktivaatioenergia (Ea = 320 kJ/mol) Hiilipölyn poltossa termisen NO:n osuus noin 20 % Leijupetipoltossa termistä NO:ta ei muodostu juuri lainkaan Voidaan vähentää liekkien huippulämpötiloja laskemalla Jäähtyneiden savukaasujen kierrätys polttovyöhykkeeseen, liekitön happipoltto Nopea NO Ali-ilmaisissa hiilivetyliekeissä Mekanismin käynnistää N2:n ja CH-radikaalin reaktio Vain polttovyöhykkeessä, jossa palaminen on kesken Käytännössä näin syntyvät NO-päästöt alle 5 % kaikista N2O:n kautta Edellyttää N2O:n muodostumista N2O:n muodostuminen ei merkittävää poltinpoltossa Muodostunut N2O voi reagoida typeksi (N2) tai NO:ksi Tuotteena NO, jos ilmakerroin ja lämpötila ovat korkeita Voi olla merkittävä, jos ilmakerroin on korkea Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit NO:n muodostuminen
Polttoaineessa orgaanisiin yhdisteisiin sitoutuneesta typestä Polttoaineissa vähemmän, mutta reaktiivisempaa typpeä kuin polttoilmassa – sidosenergia vaihtelee 150 – 750 kJ/mol Usein sitoutuneena rengasrakenteisiin tai aminoryhmiin NO voi muodostua jo matalammissa lämpötiloissa Hiilipölypoltossa 80 % NO-päästöistä polttoaineesta Leijupetipoltossa lähes kaikki NO-päästöt polttoaineesta Typpeä vapautuu polttoaineen pyrolyysin yhteydessä Pienimolekyylisiä, kaasumaisia syano- ja syanidiyhdisteitä Hapen läsnäollessa reaktiot edelleen NO:ksi (”Polttoaine-NO”) Muodostuminen herkkä polttoilman ja palavan aineen suhteelle Ei muodostu juurikaan ali-ilmaisissa olosuhteissa NO:n sijasta syano- ja syanidiyhdisteet reagoivat N2:ksi Polttoaine-NO:n muodostumista voidaan vähentää merkittävästi järjestämällä tulipesään polttoaineen pyrolyysin yhteyteen paikallisesti pelkistäviä alueita – Ilmavaiheistus, jossa polttoaineeseen syötetään vain on polttoilmasta. Loppuilma syötetään liekin reunoille. Alle 900 C:ssa HCN voi reagoida myös N2O:ksi Merkittävämpi leijupeti- kuin poltinpoltossa Haihtuvien lisäksi typpeä voi myös jäädä jäännöskoksiin Jäännöskoksin typestä vaihteleva määrä reagoi NO:ksi Ilmavaiheistuksella ei voida vaikuttaa koksi-NO:n muodostumiseen Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit NO:n hajoaminen
NO-päästöt vähenevät, jos NO pelkistyy N2:ksi Jotkut polttoaineet (esim. maakaasu) ovat itsessään tehokkaita NO:n pelkistäjiä (sis. hiilivetyradikaaleja) NO:n pelkistysmenetelmät Polttoainevaiheistus Pääpalamisvaihe, jossa primääripolttoaine poltetaan Vaiheistusvaihe, johon syötetään esim. maakaasua: Ali-ilmaiset, pelkistävät olosuhteet – NO:n pelkistys Loppupalamisvaihe, jossa sekundääripolttoaine poltetaan loppuun Haittana palamattomien määrän kasvu, uunin likaantuminen Pelkistys koksijäännöksen avulla Merkittävä poltossa, jossa jää enemmän koksijäännöstä – esim. leijupoltossa Selektiivinen ei-katalyyttinen pelkistys SN(C)R-prosessi eli Thermal DeNOx-process Ammoniakin lisäys savukaasuihin Vaatii happea toimiakseen Erittäin lämpötilaherkkä – toimii vain 850 – 1000 C:ssa Lisäaineilla T-aluetta voidaan siirtää jonkin verran NO:n pelkistys ammoniakilla matalammissa lämpötiloissa vaatii katalyytin (SCR-prosessi) Haittana nousseet N2O- ja CO-päästöt Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit Keinot NO-päästöjen vähentämiseksi
Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit NO2:n muodostuminen (NO:n hapettuminen) NO2:n hajoaminen
Muodostuu NO:n hapettuessa Tarvittava HO2-radikaali muodostuu vetyatomin ja hapen reagoidassa jonkin kolmanne kaasukomponentin (M) läsnäollessa (merkittävämpi lämpötilan laskiessa – liekin kylmemmät alueet) NO2:n hajoaminen Usein hyvin nopeaa NO2:n päätyessä kuumempiin alueisiin, lähes kaikki hajoaa yleensä takaisin NO:ksi Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit N2O:n muodostuminen on merkittävää vain leijupetipoltossa Matalampi lämpötila ja korkeampi ilmakerroin kuin poltinpoltossa Noin 10 – 50 % polttoainetypen haihtuvista yhdisteistä hapettuu N2O:ksi Herkkä lämpötilalle – korkeammassa lämpötilassa syntyy NO Koksijäännöksen typestä 1 – 20 % reagoi N2O:ksi N2O:n hajoaminen Homogeeninen hajoaminen Reaktio vetyatomin kanssa tai terminen hajoaminejn Nopeutuu selvästi korkeissa lämpötiloissa Heterogeeninen hajoaminen Reaktiot koksin, CaO:n tai tuhkakomponenttien kanssa Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit N2O-päästöjen vähentäminen
Lämpötilan nosto (voi kasvattaa NO- ja SO2-päästöjä) Toinen tapa optimoida palotila NO- ja SO2-päästöjen kannalta ja ”hävittää” N2O lisäämällä sykloniin ylimääräistä polttoainetta (esim. maakaasu), jolloin kohonnut lämpötila hajottaa N2O:a Kalkin lisäys vähentää N2O-päästöjä, mutta lisää NO- päästöjä CaO katalysoi ammoniakin hapettumista NO:ksi ja toisaalta N2O:n hajoamista? Katalyyttinen hajottaminen erillisessä reaktorissa Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit Yhteenveto typen oksidien muodostumis- ja hajoamisreaktioista poltinpoltossa Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit Yhteenveto typen oksidien muodostumis- ja hajoamisreaktioista leijupetipoltossa Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit Polttoparametrien vaikutus NO- ja N2O- päästöihin leijupetipoltossa  Päästökasvaa parametrin kasvaessa  Päästö vähenee parametrin kasvaessa – Parametrin kasvulla ei vaikutusta päästöihin Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Typen oksidit NOx-päästöihin voidaan vaikuttaa primääri- keinoilla kehittämällä itse polttoprosessia esim. ilmavaiheistus, polttoainevaiheistus, pelkistys koksijäännöksen avulla, lämpötilan optimointi, ilmakertoimen optimointi, savukaasujen kierrätys, ... Typen oksidien poisto savukaasuista sekundaäärisin menetelmin Selektiivinen katalyyttinen NOx-pelkistys (SCR-prosessi) Ammoniakin lisäys savukaasuihin n. 250 – 500 C:ssa Typen oksidien pelkistyminen N2:ksi Tyypillisesti saavutetaan 90 % NOx-pelkistystehokkuus ilman, että ammoniakkipäästöt kohoavat liikaa (< 5 ppm) Matalassa lämpötilassa vaatii katalyytin V2O5, WO3 sidottuna TiO2-pohjaiseen kantajaan Haittana se, että katalyytit katalysoivat myös SO2:n reaktiota SO3:ksi, mikä puolestaan lisää korroosiota SCR-menetelmää ei suositella polttoprosesseille, joissa korkearikkinen polttoaine Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Polyaromaattiset hiilivedyt (PAH)
Hiilen ja vedyn rengasrakenteita Rengasrakenteiden vetyatomit voivat korvautua yksittäisillä radikaaleilla Rengasrakenteiden hiiliatomit voivat korvautua esim. hapella, typellä tai rikillä Haitallisia terveydelle (osa karsinogeenejä) Polton yhteydessä Analysoitu n. 30 PAH-yhdistettä Poltossa yleisin PAH-yhdiste on naftaleeni (C10H8) Polton PAH-päästöjen alkuperä Palamatta jääneet polttoaineen pyrolyysin PAH-yhdisteet Palamisen yhteydessä kevyistä hiilivedyistä muodostuneet Muodostumiseen vaikuttavat mm. polttoaine, lämpötila ja polttotekniikka/-tyyppi Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Dioksiinit ja furaanit
Polyklooratut dibentso-p-dioksiinit (PCDD) ja polyklooratut dibentsofuraanit (PCDF) Kaksi sarjaa trisyklisiä, aromaattisia yhdisteitä Samankaltaiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet sekä biologiset vaikutukset Tunnusomaista kloorin yhdistyminen hiilivety-yhdisteisiin Klooriatomien määrä (x+y) vaihtelee välillä 1 – 8 75 PCDD- ja 135 PCDF-johdannaista Suhteellisen stabiileja Pyrkivät absorboitumaan rasvaan, heikosti veteen liukenevia Dioksiinit ja furaanit poltossa Kiinteät polttoaineet (kivihiili, turve, puu) sisältävät vähän klooria, mutta huomioitava erityisesti jätteenpolttolaitoksissa Jätepolttoaineen kloorimäärät voivat vaihdella merkittävästi Alkuperä Mukana polttoaineessa – eivät reagoi polttoprosessin aikana Muodostuvat pitkäketjuisista hiilivedyistä (esim. PVC), joissa on mukana klooria tai kloori reagoi pitkäketjuisen hiilivedyn kanssa Muodostuvat yksinkertaisista orgaanisista yhdisteistä Muodostuvat tulipesän jälkeen katalyyttisesti Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Raskasmetallit Polttoaineet sisältävät paljon erilaisia mineraaleja sitoutuneena epäorgaaniseen osaan Mineraalikoostumus riippuu polttoaineen syntytavasta ja – paikasta – suuria vaihtelua jopa ”samanlaisten” polttoaineiden välillä Mineraalit voivat päätyä eri jätevirtoihin Tulipesän pohjatuhka Lämmönsiirtopinnoilta puhdisettu tuhka Savukaasun puhdistimilta erotettu tuhka Jakautumiseen vaikuttavat Aineen sitoutumistapa polttoaineessa Yhdisteen höyrystymislämpötila ja stabiilisuus Muut systeemin alkuaineet esim. klooriyhdisteet höyrystyvät herkästi Polttoprosessi Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Vetyhalogeenit Halogeeneistä vain klooria esiintyy polttoaineissa siinä määrin, että se vaikuttaa polttoprosessiin Erityisesti jätteenpolton yhteydessä (esim. PVC) Lisäksi fluoripäästöjä voi syntyä jätteenpolton yhteydessä esim. teflonista ((C2F4)n) ja freoneista (esim. CCl2F2) Bromia ja jodia ei esiinny polttoprosesseissa juuri lainkaan Käyttäytyminen polttoprosesseissa Alkalikloridit voivat kondensoitua lämmönsiirtopinnoille ja aiheuttaa vakavia korroosiovaurioita Polttoaineista vapautuva rikki kilpailee kloorin kanssa alkaleista Alkaliklorideja ei muodostu (Na ja K sitoutuneet sulfaatteihin) Kalkkikivilisäts ”vapauttaa” alkalit reagoimaan kloorin kanssa Kloorin esiintyessä vetykloridina pitäisi savukaasujen lämpötila pitää kastepisteen yläpuolella Vetykloridia voidaan vähentää kalsiumyhdisteiden avulla Vaikka ei esiintyisi korroosio-ongelmia, niin HCl on usein poistettava savukaasuista terveyssyistä Etenkin jätteenpoltto Lähde: Raiko, Saastamoinen, Hupa & Kurki-Suonio (toim.): Poltto ja palaminen

Palamisen päästöjen rajoitukset
Polttoprosessien (kuten muunkin teollisen toiminnan) päästöjä on rajoitettu EU- direktiiveillä Direktiivi 2010/75/EU teollisuuden päästöistä Päästörajat riippuvat laitostyypistä, laitoksen koosta, polttoaineesta ja mahdollisista aiemmin myönnetyistä luvista Rikkidioksidi Typen oksidit Hiukkaspäästöt CO-päästöt Raja-arvojen (esim. mg/Nm3) lisäksi voidaan määrittää vähimmäispuhdistusasteet esim. kuinka suuri osa polttoaineen rikistä on poistettava savukaasuista

Esimerkkinä rikkidioksidipäästöt Polttolaitokset, joille on myönnetty lupa ennen , tai joiden lupahakemus on jätetty tätä ennen (edellyttäen että toiminta käynnistyy viimeistään ) Lähde: Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/75/EU, , teollisuuden päästöistä.

Esimerkkinä NOx-päästöt Polttolaitokset, joille on myönnetty lupa ennen , tai joiden lupahakemus on jätetty tätä ennen (edellyttäen että toiminta käynnistyy viimeistään ) Lähde: Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/75/EU, , teollisuuden päästöistä.

Esimerkkinä hiukkaspäästöt Polttolaitokset, joille on myönnetty lupa ennen , tai joiden lupahakemus on jätetty tätä ennen (edellyttäen että toiminta käynnistyy viimeistään ) Lähde: Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/75/EU, , teollisuuden päästöistä.

Jätteenpolttolaitoksilla on omat rajoitukset myös esim. dioksiineille ja furaaneille Lähde: Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/75/EU, , teollisuuden päästöistä.

Jätteenpolttolaitoksilla on omat rajoitukset myös esim. raskasmetalleille Lähde: Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/75/EU, , teollisuuden päästöistä.

Rajoitukset voivat liittyä tietyn aikavälin keskiarvoihin Lähde: Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/75/EU, , teollisuuden päästöistä.

Yhteenveto Hiiltä sisältävien polttoaineiden palamisessa syntyy aina CO2-päästöjä Muista päästöistä keskeisimpiä ovat Rikin oksidit Typen oksidit Jätepolttoaineiden käyttö asettaa lisähaasteita palamisen päästöjen hallintaan Klooriyhdisteet, raskasmetallit, jne. Päästörajoituksia on määritetty EU-tasoisin direktiivein Kuva: Kaisa Heikkinen.

Hyvää Joulua ja vielä parempaa uutta vuotta

Korkealämpötilakemia

Samankaltaiset esitykset

Esitys aiheesta: "Korkealämpötilakemia"— Esityksen transkriptio:

Samankaltaiset esitykset

Projektista

Palaute

Kirjaudu sisään

Kirjaudu sisään sosiaaliverkostojen kautta:

Korkealämpötilakemia

Samankaltaiset esitykset

Esitys aiheesta: "Korkealämpötilakemia"— Esityksen transkriptio:

Samankaltaiset esitykset

Projektista

Palaute