Kuumien savukaasujen puhdistus partikkelijäähdyttimellä

Markku Orjala, Seppo Ruottu, Juha Huotari

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Tutkimuksen kohteena oli Suomessa patentoitu (mm. patentit 64997 ja 71071) vaiheistettuun polttoon ja partikkelijäähdyttimen käyttöön perustuva kuumien kaasujen puhdistusmenetelmä. Tavoitteena on sen hyödyntäminen paineistettuna prosessina. Simuloiduissa olosuhteissa tutkittiin menetelmän toimivuutta ja laitteiston kykyä puhdistaa polttokaasu tuhkasta, erityisesti kaasuturbiinikäytön vaatimuksia ajatellen. Koelaitteiston muodostavat 500 kW:n nestekaasupolttimella ja lisäaineiden syöttölaitteilla varustettu tulipesä, sulanerotussykloni, kiertomassapartikkelijäähdytin ja kiintoaineen erotussyklonit. Laitteistossa on paine-ero- ja lämpötilamittarit sekä savukaasun analysointilaitteisto. Prosessi toimi odotetulla tavalla ja sen kyky puhdistaa kuumasta savukaasusta epäorgaanisia yhdisteitä, erityisesti alkaliyhdisteitä, on hyvä. Suurin osa alkaleista erottui kaasuvirrasta sulasyklonissa. Kaasufaasin natrium ja kalium sitoutuivat kemiallisesti ja kondensoitumalla selvästi havaittavina kerrostumina kiertohiekkaan siten, että niiden pitoisuudet olivat korkeimmillaan 5000 mg/kg (Na) ja 5500 mg/kg (K). Syötetystä lyijy-yhdisteestä lyijy erottui reaktorissa lähes 100-prosenttisesti, mikä osoittaa reaktorin erottavan paitsi alkaleita myös eräitä raskasmetalleja tehokkaasti. Tutkimuksessa kehitettiin monifaasireaktorin laskennan teoriaa. Teoreettisen työn tulokset ovat tietokoneelle ohjelmoituna laskentamallina käytettävissä mm. partikkelijäähdytinprosessien simulointiin. Tutkitun prosessin malli parametroitiin koetulosten perusteella ja suoritetut laskennat vastaavat hyvin prosessin toiminnasta eri olosuhteissa mitattuja arvoja.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages138
ISBN (Print)951-38-3419-0
Publication statusPublished - 1989
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

NameTutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus
PublisherVTT
Volume607

Fingerprint

Suspensions
Gases

Keywords

  • high temperature
  • particles
  • cooling systems

Cite this

Orjala, M., Ruottu, S., & Huotari, J. (1989). Kuumien savukaasujen puhdistus partikkelijäähdyttimellä. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 607
Orjala, Markku ; Ruottu, Seppo ; Huotari, Juha. / Kuumien savukaasujen puhdistus partikkelijäähdyttimellä. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 138 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 607).
@book{7bdfadcff92f4716853da981d92cacfd,
title = "Kuumien savukaasujen puhdistus partikkelij{\"a}{\"a}hdyttimell{\"a}",
abstract = "Tutkimuksen kohteena oli Suomessa patentoitu (mm. patentit 64997 ja 71071) vaiheistettuun polttoon ja partikkelij{\"a}{\"a}hdyttimen k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n perustuva kuumien kaasujen puhdistusmenetelm{\"a}. Tavoitteena on sen hy{\"o}dynt{\"a}minen paineistettuna prosessina. Simuloiduissa olosuhteissa tutkittiin menetelm{\"a}n toimivuutta ja laitteiston kyky{\"a} puhdistaa polttokaasu tuhkasta, erityisesti kaasuturbiinik{\"a}yt{\"o}n vaatimuksia ajatellen. Koelaitteiston muodostavat 500 kW:n nestekaasupolttimella ja lis{\"a}aineiden sy{\"o}tt{\"o}laitteilla varustettu tulipes{\"a}, sulanerotussykloni, kiertomassapartikkelij{\"a}{\"a}hdytin ja kiintoaineen erotussyklonit. Laitteistossa on paine-ero- ja l{\"a}mp{\"o}tilamittarit sek{\"a} savukaasun analysointilaitteisto. Prosessi toimi odotetulla tavalla ja sen kyky puhdistaa kuumasta savukaasusta ep{\"a}orgaanisia yhdisteit{\"a}, erityisesti alkaliyhdisteit{\"a}, on hyv{\"a}. Suurin osa alkaleista erottui kaasuvirrasta sulasyklonissa. Kaasufaasin natrium ja kalium sitoutuivat kemiallisesti ja kondensoitumalla selv{\"a}sti havaittavina kerrostumina kiertohiekkaan siten, ett{\"a} niiden pitoisuudet olivat korkeimmillaan 5000 mg/kg (Na) ja 5500 mg/kg (K). Sy{\"o}tetyst{\"a} lyijy-yhdisteest{\"a} lyijy erottui reaktorissa l{\"a}hes 100-prosenttisesti, mik{\"a} osoittaa reaktorin erottavan paitsi alkaleita my{\"o}s er{\"a}it{\"a} raskasmetalleja tehokkaasti. Tutkimuksessa kehitettiin monifaasireaktorin laskennan teoriaa. Teoreettisen ty{\"o}n tulokset ovat tietokoneelle ohjelmoituna laskentamallina k{\"a}ytett{\"a}viss{\"a} mm. partikkelij{\"a}{\"a}hdytinprosessien simulointiin. Tutkitun prosessin malli parametroitiin koetulosten perusteella ja suoritetut laskennat vastaavat hyvin prosessin toiminnasta eri olosuhteissa mitattuja arvoja.",
keywords = "high temperature, particles, cooling systems",
author = "Markku Orjala and Seppo Ruottu and Juha Huotari",
year = "1989",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3419-0",
series = "Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
address = "Finland",

}

Orjala, M, Ruottu, S & Huotari, J 1989, Kuumien savukaasujen puhdistus partikkelijäähdyttimellä. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 607, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Kuumien savukaasujen puhdistus partikkelijäähdyttimellä. / Orjala, Markku; Ruottu, Seppo; Huotari, Juha.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 138 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 607).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Kuumien savukaasujen puhdistus partikkelijäähdyttimellä

AU - Orjala, Markku

AU - Ruottu, Seppo

AU - Huotari, Juha

PY - 1989

Y1 - 1989

N2 - Tutkimuksen kohteena oli Suomessa patentoitu (mm. patentit 64997 ja 71071) vaiheistettuun polttoon ja partikkelijäähdyttimen käyttöön perustuva kuumien kaasujen puhdistusmenetelmä. Tavoitteena on sen hyödyntäminen paineistettuna prosessina. Simuloiduissa olosuhteissa tutkittiin menetelmän toimivuutta ja laitteiston kykyä puhdistaa polttokaasu tuhkasta, erityisesti kaasuturbiinikäytön vaatimuksia ajatellen. Koelaitteiston muodostavat 500 kW:n nestekaasupolttimella ja lisäaineiden syöttölaitteilla varustettu tulipesä, sulanerotussykloni, kiertomassapartikkelijäähdytin ja kiintoaineen erotussyklonit. Laitteistossa on paine-ero- ja lämpötilamittarit sekä savukaasun analysointilaitteisto. Prosessi toimi odotetulla tavalla ja sen kyky puhdistaa kuumasta savukaasusta epäorgaanisia yhdisteitä, erityisesti alkaliyhdisteitä, on hyvä. Suurin osa alkaleista erottui kaasuvirrasta sulasyklonissa. Kaasufaasin natrium ja kalium sitoutuivat kemiallisesti ja kondensoitumalla selvästi havaittavina kerrostumina kiertohiekkaan siten, että niiden pitoisuudet olivat korkeimmillaan 5000 mg/kg (Na) ja 5500 mg/kg (K). Syötetystä lyijy-yhdisteestä lyijy erottui reaktorissa lähes 100-prosenttisesti, mikä osoittaa reaktorin erottavan paitsi alkaleita myös eräitä raskasmetalleja tehokkaasti. Tutkimuksessa kehitettiin monifaasireaktorin laskennan teoriaa. Teoreettisen työn tulokset ovat tietokoneelle ohjelmoituna laskentamallina käytettävissä mm. partikkelijäähdytinprosessien simulointiin. Tutkitun prosessin malli parametroitiin koetulosten perusteella ja suoritetut laskennat vastaavat hyvin prosessin toiminnasta eri olosuhteissa mitattuja arvoja.

AB - Tutkimuksen kohteena oli Suomessa patentoitu (mm. patentit 64997 ja 71071) vaiheistettuun polttoon ja partikkelijäähdyttimen käyttöön perustuva kuumien kaasujen puhdistusmenetelmä. Tavoitteena on sen hyödyntäminen paineistettuna prosessina. Simuloiduissa olosuhteissa tutkittiin menetelmän toimivuutta ja laitteiston kykyä puhdistaa polttokaasu tuhkasta, erityisesti kaasuturbiinikäytön vaatimuksia ajatellen. Koelaitteiston muodostavat 500 kW:n nestekaasupolttimella ja lisäaineiden syöttölaitteilla varustettu tulipesä, sulanerotussykloni, kiertomassapartikkelijäähdytin ja kiintoaineen erotussyklonit. Laitteistossa on paine-ero- ja lämpötilamittarit sekä savukaasun analysointilaitteisto. Prosessi toimi odotetulla tavalla ja sen kyky puhdistaa kuumasta savukaasusta epäorgaanisia yhdisteitä, erityisesti alkaliyhdisteitä, on hyvä. Suurin osa alkaleista erottui kaasuvirrasta sulasyklonissa. Kaasufaasin natrium ja kalium sitoutuivat kemiallisesti ja kondensoitumalla selvästi havaittavina kerrostumina kiertohiekkaan siten, että niiden pitoisuudet olivat korkeimmillaan 5000 mg/kg (Na) ja 5500 mg/kg (K). Syötetystä lyijy-yhdisteestä lyijy erottui reaktorissa lähes 100-prosenttisesti, mikä osoittaa reaktorin erottavan paitsi alkaleita myös eräitä raskasmetalleja tehokkaasti. Tutkimuksessa kehitettiin monifaasireaktorin laskennan teoriaa. Teoreettisen työn tulokset ovat tietokoneelle ohjelmoituna laskentamallina käytettävissä mm. partikkelijäähdytinprosessien simulointiin. Tutkitun prosessin malli parametroitiin koetulosten perusteella ja suoritetut laskennat vastaavat hyvin prosessin toiminnasta eri olosuhteissa mitattuja arvoja.

KW - high temperature

KW - particles

KW - cooling systems

M3 - Report

SN - 951-38-3419-0

T3 - Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus

BT - Kuumien savukaasujen puhdistus partikkelijäähdyttimellä

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Orjala M, Ruottu S, Huotari J. Kuumien savukaasujen puhdistus partikkelijäähdyttimellä. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 138 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 607).