Turvevoimalaitoksen raskasmetallitase ja tuhkan sijoituskelpoisuus

Translated title of the contribution: Mass balance studies of trace metals at a peat-fired power plant and utilisation of fly ash

Tiina Harju, Merja Tolvanen, Margareta Wahlström, Miina Pihlajaniemi, Jouko Helenius, Pia Salokoski, Leena Siltaloppi, Jaakko Lehtovaara

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Tutkimuksen tavoitteena oli määrittää kokeellisesti, kuinka purun lisäys vaikuttaa turvepolton hivenainetaseeseen voimalaitoksella, jossa on kiertoleijupetikattila. Tutkittaviksi komponenteiksi valittiin ympäristövaikutusten kannalta merkittävät As, Cd, Cr, Hg, Mn, Mo, Ni ja Pb. Lisäksi tutkittiin lentotuhkan liukoisuusominaisuuksia tuhkan hyötykäyttömahdollisuuksien arvioimiseksi. Sekapoltossa polttoaineiden Cr-, Ni- ja Pb-pitoisuudet laskivat verrattuna turveajoihin. Sekapolttoaineen Cd-, Hg- ja Mo-pitoisuuksissa ei havaittu selkeää muutosta. Turpeen poltossa ja sekapoltossa savukaasun Hg esiintyy pääsääntöisesti höyryfaasissa. Mn esiintyy pääosin savukaasujen hiukkasfaasissa sekä turpeen poltossa että turpeen ja purun sekapoltossa. Purun lisäyksellä turvevoimalaitoksella ei todettu olevan vaikutusta savukaasujen kokonaishiukkaspitoisuuteen. Sen sijaan hiukkasfaasin Mn- ja Ni-pitoisuudet kasvoivat ja Pb-pitoisuus pieneni hieman samoin kuin höyryfaasin Cr- ja Hg-pitoisuudet. Sekapolton vaikutuksesta As-, Cr-, Ni- ja Pb-virrat pienentyivät ja Mn-virrat kasvoivat. As-, Cr-, Mn-, Ni-, Pb-taseiden sulkeminen onnistui sekä pelkkää turvetta poltettaessa että purun sekapolton aikana. Massataseiden perusteella havaittiin haitallisten hivenaineiden poistuvan pääosin sähkösuodattimen erottamana lentotuhkassa. Tulosten mukaan tuhkista liukeni lähinnä molybdeeniä ja seleeniä. Eri tuhkien molybdeenin liukoisuus CEN-pikaravistelutestissä ja kolonnitestissä vaihteli. Tuhkanäytteiden molybdeenipitoisuudet kolonnitesteissä ylittivät selvästi hollantilaisen ohjearvon. Joistain tuhkanäytteistä liukeni myös merkittäviä määriä seleeniä. Muiden tutkittujen metallien liukoisuudet olivat pieniä. Tutkimuksen mukaan yleisiä ohjeita sekapolton tuhkan sijoituskelpoisuudesta maanrakentamisessa ei voida tällä hetkellä antaa. Sekapolton tuhkan käyttöön maarakentamisessa tarvitaan tapauskohtainen riskitarkastelu.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages72
ISBN (Electronic)951-38-5776-X
ISBN (Print)951-38-5775-1
Publication statusPublished - 2001
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.2073
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

fly ash
trace metal
peat
mass balance
power plant

Keywords

  • power plants
  • peat
  • wood
  • wood fuels
  • sawdust
  • circulating fluidezed beds
  • ashes
  • chemical composition
  • heavy metals
  • environmental impacts
  • storage

Cite this

Harju, T., Tolvanen, M., Wahlström, M., Pihlajaniemi, M., Helenius, J., Salokoski, P., ... Lehtovaara, J. (2001). Turvevoimalaitoksen raskasmetallitase ja tuhkan sijoituskelpoisuus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 2073
Harju, Tiina ; Tolvanen, Merja ; Wahlström, Margareta ; Pihlajaniemi, Miina ; Helenius, Jouko ; Salokoski, Pia ; Siltaloppi, Leena ; Lehtovaara, Jaakko. / Turvevoimalaitoksen raskasmetallitase ja tuhkan sijoituskelpoisuus. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2001. 72 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 2073).
@book{71b4833e075e4ebcb23c59ca95309f4b,
title = "Turvevoimalaitoksen raskasmetallitase ja tuhkan sijoituskelpoisuus",
abstract = "Tutkimuksen tavoitteena oli m{\"a}{\"a}ritt{\"a}{\"a} kokeellisesti, kuinka purun lis{\"a}ys vaikuttaa turvepolton hivenainetaseeseen voimalaitoksella, jossa on kiertoleijupetikattila. Tutkittaviksi komponenteiksi valittiin ymp{\"a}rist{\"o}vaikutusten kannalta merkitt{\"a}v{\"a}t As, Cd, Cr, Hg, Mn, Mo, Ni ja Pb. Lis{\"a}ksi tutkittiin lentotuhkan liukoisuusominaisuuksia tuhkan hy{\"o}tyk{\"a}ytt{\"o}mahdollisuuksien arvioimiseksi. Sekapoltossa polttoaineiden Cr-, Ni- ja Pb-pitoisuudet laskivat verrattuna turveajoihin. Sekapolttoaineen Cd-, Hg- ja Mo-pitoisuuksissa ei havaittu selke{\"a}{\"a} muutosta. Turpeen poltossa ja sekapoltossa savukaasun Hg esiintyy p{\"a}{\"a}s{\"a}{\"a}nt{\"o}isesti h{\"o}yryfaasissa. Mn esiintyy p{\"a}{\"a}osin savukaasujen hiukkasfaasissa sek{\"a} turpeen poltossa ett{\"a} turpeen ja purun sekapoltossa. Purun lis{\"a}yksell{\"a} turvevoimalaitoksella ei todettu olevan vaikutusta savukaasujen kokonaishiukkaspitoisuuteen. Sen sijaan hiukkasfaasin Mn- ja Ni-pitoisuudet kasvoivat ja Pb-pitoisuus pieneni hieman samoin kuin h{\"o}yryfaasin Cr- ja Hg-pitoisuudet. Sekapolton vaikutuksesta As-, Cr-, Ni- ja Pb-virrat pienentyiv{\"a}t ja Mn-virrat kasvoivat. As-, Cr-, Mn-, Ni-, Pb-taseiden sulkeminen onnistui sek{\"a} pelkk{\"a}{\"a} turvetta poltettaessa ett{\"a} purun sekapolton aikana. Massataseiden perusteella havaittiin haitallisten hivenaineiden poistuvan p{\"a}{\"a}osin s{\"a}hk{\"o}suodattimen erottamana lentotuhkassa. Tulosten mukaan tuhkista liukeni l{\"a}hinn{\"a} molybdeeni{\"a} ja seleeni{\"a}. Eri tuhkien molybdeenin liukoisuus CEN-pikaravistelutestiss{\"a} ja kolonnitestiss{\"a} vaihteli. Tuhkan{\"a}ytteiden molybdeenipitoisuudet kolonnitesteiss{\"a} ylittiv{\"a}t selv{\"a}sti hollantilaisen ohjearvon. Joistain tuhkan{\"a}ytteist{\"a} liukeni my{\"o}s merkitt{\"a}vi{\"a} m{\"a}{\"a}ri{\"a} seleeni{\"a}. Muiden tutkittujen metallien liukoisuudet olivat pieni{\"a}. Tutkimuksen mukaan yleisi{\"a} ohjeita sekapolton tuhkan sijoituskelpoisuudesta maanrakentamisessa ei voida t{\"a}ll{\"a} hetkell{\"a} antaa. Sekapolton tuhkan k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n maarakentamisessa tarvitaan tapauskohtainen riskitarkastelu.",
keywords = "power plants, peat, wood, wood fuels, sawdust, circulating fluidezed beds, ashes, chemical composition, heavy metals, environmental impacts, storage",
author = "Tiina Harju and Merja Tolvanen and Margareta Wahlstr{\"o}m and Miina Pihlajaniemi and Jouko Helenius and Pia Salokoski and Leena Siltaloppi and Jaakko Lehtovaara",
note = "Project code: K8SU00062",
year = "2001",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-5775-1",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "2073",
address = "Finland",

}

Harju, T, Tolvanen, M, Wahlström, M, Pihlajaniemi, M, Helenius, J, Salokoski, P, Siltaloppi, L & Lehtovaara, J 2001, Turvevoimalaitoksen raskasmetallitase ja tuhkan sijoituskelpoisuus. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 2073, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Turvevoimalaitoksen raskasmetallitase ja tuhkan sijoituskelpoisuus. / Harju, Tiina; Tolvanen, Merja; Wahlström, Margareta; Pihlajaniemi, Miina; Helenius, Jouko; Salokoski, Pia; Siltaloppi, Leena; Lehtovaara, Jaakko.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2001. 72 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 2073).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Turvevoimalaitoksen raskasmetallitase ja tuhkan sijoituskelpoisuus

AU - Harju, Tiina

AU - Tolvanen, Merja

AU - Wahlström, Margareta

AU - Pihlajaniemi, Miina

AU - Helenius, Jouko

AU - Salokoski, Pia

AU - Siltaloppi, Leena

AU - Lehtovaara, Jaakko

N1 - Project code: K8SU00062

PY - 2001

Y1 - 2001

N2 - Tutkimuksen tavoitteena oli määrittää kokeellisesti, kuinka purun lisäys vaikuttaa turvepolton hivenainetaseeseen voimalaitoksella, jossa on kiertoleijupetikattila. Tutkittaviksi komponenteiksi valittiin ympäristövaikutusten kannalta merkittävät As, Cd, Cr, Hg, Mn, Mo, Ni ja Pb. Lisäksi tutkittiin lentotuhkan liukoisuusominaisuuksia tuhkan hyötykäyttömahdollisuuksien arvioimiseksi. Sekapoltossa polttoaineiden Cr-, Ni- ja Pb-pitoisuudet laskivat verrattuna turveajoihin. Sekapolttoaineen Cd-, Hg- ja Mo-pitoisuuksissa ei havaittu selkeää muutosta. Turpeen poltossa ja sekapoltossa savukaasun Hg esiintyy pääsääntöisesti höyryfaasissa. Mn esiintyy pääosin savukaasujen hiukkasfaasissa sekä turpeen poltossa että turpeen ja purun sekapoltossa. Purun lisäyksellä turvevoimalaitoksella ei todettu olevan vaikutusta savukaasujen kokonaishiukkaspitoisuuteen. Sen sijaan hiukkasfaasin Mn- ja Ni-pitoisuudet kasvoivat ja Pb-pitoisuus pieneni hieman samoin kuin höyryfaasin Cr- ja Hg-pitoisuudet. Sekapolton vaikutuksesta As-, Cr-, Ni- ja Pb-virrat pienentyivät ja Mn-virrat kasvoivat. As-, Cr-, Mn-, Ni-, Pb-taseiden sulkeminen onnistui sekä pelkkää turvetta poltettaessa että purun sekapolton aikana. Massataseiden perusteella havaittiin haitallisten hivenaineiden poistuvan pääosin sähkösuodattimen erottamana lentotuhkassa. Tulosten mukaan tuhkista liukeni lähinnä molybdeeniä ja seleeniä. Eri tuhkien molybdeenin liukoisuus CEN-pikaravistelutestissä ja kolonnitestissä vaihteli. Tuhkanäytteiden molybdeenipitoisuudet kolonnitesteissä ylittivät selvästi hollantilaisen ohjearvon. Joistain tuhkanäytteistä liukeni myös merkittäviä määriä seleeniä. Muiden tutkittujen metallien liukoisuudet olivat pieniä. Tutkimuksen mukaan yleisiä ohjeita sekapolton tuhkan sijoituskelpoisuudesta maanrakentamisessa ei voida tällä hetkellä antaa. Sekapolton tuhkan käyttöön maarakentamisessa tarvitaan tapauskohtainen riskitarkastelu.

AB - Tutkimuksen tavoitteena oli määrittää kokeellisesti, kuinka purun lisäys vaikuttaa turvepolton hivenainetaseeseen voimalaitoksella, jossa on kiertoleijupetikattila. Tutkittaviksi komponenteiksi valittiin ympäristövaikutusten kannalta merkittävät As, Cd, Cr, Hg, Mn, Mo, Ni ja Pb. Lisäksi tutkittiin lentotuhkan liukoisuusominaisuuksia tuhkan hyötykäyttömahdollisuuksien arvioimiseksi. Sekapoltossa polttoaineiden Cr-, Ni- ja Pb-pitoisuudet laskivat verrattuna turveajoihin. Sekapolttoaineen Cd-, Hg- ja Mo-pitoisuuksissa ei havaittu selkeää muutosta. Turpeen poltossa ja sekapoltossa savukaasun Hg esiintyy pääsääntöisesti höyryfaasissa. Mn esiintyy pääosin savukaasujen hiukkasfaasissa sekä turpeen poltossa että turpeen ja purun sekapoltossa. Purun lisäyksellä turvevoimalaitoksella ei todettu olevan vaikutusta savukaasujen kokonaishiukkaspitoisuuteen. Sen sijaan hiukkasfaasin Mn- ja Ni-pitoisuudet kasvoivat ja Pb-pitoisuus pieneni hieman samoin kuin höyryfaasin Cr- ja Hg-pitoisuudet. Sekapolton vaikutuksesta As-, Cr-, Ni- ja Pb-virrat pienentyivät ja Mn-virrat kasvoivat. As-, Cr-, Mn-, Ni-, Pb-taseiden sulkeminen onnistui sekä pelkkää turvetta poltettaessa että purun sekapolton aikana. Massataseiden perusteella havaittiin haitallisten hivenaineiden poistuvan pääosin sähkösuodattimen erottamana lentotuhkassa. Tulosten mukaan tuhkista liukeni lähinnä molybdeeniä ja seleeniä. Eri tuhkien molybdeenin liukoisuus CEN-pikaravistelutestissä ja kolonnitestissä vaihteli. Tuhkanäytteiden molybdeenipitoisuudet kolonnitesteissä ylittivät selvästi hollantilaisen ohjearvon. Joistain tuhkanäytteistä liukeni myös merkittäviä määriä seleeniä. Muiden tutkittujen metallien liukoisuudet olivat pieniä. Tutkimuksen mukaan yleisiä ohjeita sekapolton tuhkan sijoituskelpoisuudesta maanrakentamisessa ei voida tällä hetkellä antaa. Sekapolton tuhkan käyttöön maarakentamisessa tarvitaan tapauskohtainen riskitarkastelu.

KW - power plants

KW - peat

KW - wood

KW - wood fuels

KW - sawdust

KW - circulating fluidezed beds

KW - ashes

KW - chemical composition

KW - heavy metals

KW - environmental impacts

KW - storage

M3 - Report

SN - 951-38-5775-1

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Turvevoimalaitoksen raskasmetallitase ja tuhkan sijoituskelpoisuus

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Harju T, Tolvanen M, Wahlström M, Pihlajaniemi M, Helenius J, Salokoski P et al. Turvevoimalaitoksen raskasmetallitase ja tuhkan sijoituskelpoisuus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2001. 72 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 2073).