Kaasunpuhdistus korkeassa lämpötilassa ja paineessa kaasuturbiineja varten: Kirjallisuuskatsaus

Esa Kurkela, Wahab Mojtahedi

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Kiiinteiden polttoaineiden paineistettuun leijukerrospolttoon tai kaasutustekniikkaan perustuvien kaasuturbiinivoimalaitosten teollisessa toteutuksessa on suurin ongelma korkeassa lämpötilassa ja paineessa tapahtuva kaasunpuhdistus. Kirjallisuustutkimuksessa keskitytään hiukkasten ja alkalimetallien aiheuttamiin ongelmiin sekä niiden poistoon kuumista savukaasuista ja kaasutuksen tuotekaasuista. Eroosion takia on kaasuturbiiniin johdettavan kaasun hiukkaspitoisuutta alennettava. Arviot vaadittavasta puhtaustasosta vaihtelevat huomattavasti. Eräiden lähteiden mukaan maksimihiukkaspitoisuus on 100 - 200 ppm. Yli 10 mm:n hiukkasia saa olla korkeintaan 1 ppm ja yli 5 mm:n korkeintaan 10 ppm. Myös alkalimetalleista ja korroosio-ongelmista on monenlaisia käsityksiä. Kaasutuksen ja leijukerrospolton kaasunpuhdistustavat poikkeavat toisistaan monessa suhteessa. Kaasutukseen perustuvissa kaasuturbiiniprosesseissa voidaan kaasu puhdistaa myös konventionaalisella matalalämpötilapuhdistuksella. Puhdistettavan kaasun tilavuusvirta on vain noin 15 - 35 % leijukerrospolton kaasuvirrasta. Kaasutuksen hiukkasten hiilipitoisuus on yleensä 30 - 70 paino-%, kun leiju- kerrospoltossa on hiukkasissa palamatonta hiiltä alle 5 paino-%. Kaasutuskaasun kuumapuhdistuksen erityisongelmia ovat tervamaiset epäpuhtaudet sekä tietyissä lämpötiloissa hiiltä synnyttävät reaktiot. Kuumassa tilassa toimivista puhdistuslaitteista on vain sykloneista teollisen mitan kokemuksia kaasuturbiinikäyttöä vastaavissa oloissa. Perinteisten syklonien pienten partikkelien erotuskyky on kuitenkin liian huono. Kehitettyjen tehomultisyklonien käyttöön paineistetussa tilassa taas liittyy vielä selvittä- mättömiä kysymyksiä. Muista puhdistusmenetelmistä pidetään lupaavimpina keraamisia suodattimia. Myös sähkösuodatinten käytöstä alle 800 °C:n lämpötiloissa on saatu rohkaisevia tuloksia. Metallisuodatinten käyttö rajoittunee alle 500 - 700 °C:n lämpötiloihin. Kulumisongelmien takia kehitteillä olevissa raesuodattimissa on materiaaliongelmia ja raekerroksen puhdistusvaikeuksia.
    Original languageFinnish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages124
    ISBN (Print)951-38-2821-2
    Publication statusPublished - 1987
    MoE publication typeNot Eligible

    Publication series

    SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita
    Number689
    ISSN0358-5085

    Keywords

    • gas purification, gas turbines

    Cite this