Rikin pidättäminen kalkki-injektiolla ja lisäaineiden avulla: Teoreettiset perusteet ja kokeet raskasöljykattilalla

Eeva Panula-Nikkilä, Martti Äijälä, Jukka Leppälahti

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Kalkki-injektiotekniikan sopivuutta raskasöljykattilan rikinpoistoon selvitettiin. Kattilana oli 1,2 MW:n tulitorvi-tuliputkityyppinen aluelämmityskattila. Polttoaineena käytettiin raskasta polttoöljyä POR 180, jonka rikkipitoisuus oli 2,15 painoprosenttia. Kokeita tehtiin kalsiumpohjaisilla injektioaineilla sekä yhdellä kaupallisella, rikinpoistoon tarkoitetulla lisäaineella. Tekniikan kustannuksia sekä julkaistua kirjallisuutta tarkasteltiin. Kalsiumpohjaisten aineiden kokeessa päämuuttujat olivat alkali (CaCO3, dolomiitti, Ca(OH)2 ja CaO), alkalin syöttökohta (tulitorven etu- ja takaosaan) ja -muoto (pölymäisenä ja vesilietteenä), kattilateho (100 ja 50 %), palamisilman määrä (savukaasun happi 4,6, 3,5 ja 2,2 %) sekä Ca/S-moolisuhde (noin 0,5 - 7). Kokeissa saavutettiin 0 - 50 %:n SO2-reduktioita. Kalsiumin hyväksikäyttöaste oli yleensä alle 20 %. Tärkeimmiksi rikin sitoutumiseen vaikuttaviksi tekijöiksi osoittautuivat Ca/S-moolisuhde, lämpötila ja viipymä tietyssä lämpötilavyöhykkeessä. Alkalin tyypillä ja palamisilman määrällä oli vähäisempi vaikutus rikin sitoutumiseen. Kokeet osoittivat, että tekniikkaa kehittämällä voidaan rikkireduktiota parantaa olennaisesti nykyisestä. Kaupallista lisäainetta syötettiin öljyyn sekoitettuna valmistajan suositteleman maksimimäärä. Se ei kuitenkaan sitonut SO2:ta. Kustannuslaskelmassa laskettiin kalkki-injektiotekniikan lisäkustannukset 2,5 ja 15 MW:n raskasöljylaitoksissa. Alkaleista edullisimmaksi osoittautui CaCO3. Tyypillistä injektiotekniikalle on pienet investointi- ja korkeat käyttökustannukset, vaikka kustannusrakenne onkin hyvin laitoskohtainen. Esimerkiksi 5 MW:n laitoksessa rikinpoiston investointikustannuksiksi saatiin 240 - 290 mk/kW ja käyttökustannaksiksi 2 500 h/a huipun käyttöajalla 50 - 85 mk/MWh ja 6 000 h/a huippuajalla 35 - 70 mk/MWh. Voimakkaimmin kustannuksia voidaan alentaa vähentämättä tarvittavan alkalin määrää. Kustannuslaskelmassa käytetyt parametrit valittiin kalkkikoeajojen perusteella.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages120
ISBN (Print)951-38-2560-4
Publication statusPublished - 1986
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number398
ISSN0358-5077

Fingerprint

Fuel Oils
Alkalies
Injections
lime

Keywords

  • desulphurization
  • lime
  • additives
  • boilers
  • district heating
  • heavy oils

Cite this

Panula-Nikkilä, E., Äijälä, M., & Leppälahti, J. (1986). Rikin pidättäminen kalkki-injektiolla ja lisäaineiden avulla: Teoreettiset perusteet ja kokeet raskasöljykattilalla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 398
Panula-Nikkilä, Eeva ; Äijälä, Martti ; Leppälahti, Jukka. / Rikin pidättäminen kalkki-injektiolla ja lisäaineiden avulla : Teoreettiset perusteet ja kokeet raskasöljykattilalla. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 120 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 398).
@book{fa2284b78ac34a52a7bbd19d7b2d6a7a,
title = "Rikin pid{\"a}tt{\"a}minen kalkki-injektiolla ja lis{\"a}aineiden avulla: Teoreettiset perusteet ja kokeet raskas{\"o}ljykattilalla",
abstract = "Kalkki-injektiotekniikan sopivuutta raskas{\"o}ljykattilan rikinpoistoon selvitettiin. Kattilana oli 1,2 MW:n tulitorvi-tuliputkityyppinen aluel{\"a}mmityskattila. Polttoaineena k{\"a}ytettiin raskasta poltto{\"o}ljy{\"a} POR 180, jonka rikkipitoisuus oli 2,15 painoprosenttia. Kokeita tehtiin kalsiumpohjaisilla injektioaineilla sek{\"a} yhdell{\"a} kaupallisella, rikinpoistoon tarkoitetulla lis{\"a}aineella. Tekniikan kustannuksia sek{\"a} julkaistua kirjallisuutta tarkasteltiin. Kalsiumpohjaisten aineiden kokeessa p{\"a}{\"a}muuttujat olivat alkali (CaCO3, dolomiitti, Ca(OH)2 ja CaO), alkalin sy{\"o}tt{\"o}kohta (tulitorven etu- ja takaosaan) ja -muoto (p{\"o}lym{\"a}isen{\"a} ja vesilietteen{\"a}), kattilateho (100 ja 50 {\%}), palamisilman m{\"a}{\"a}r{\"a} (savukaasun happi 4,6, 3,5 ja 2,2 {\%}) sek{\"a} Ca/S-moolisuhde (noin 0,5 - 7). Kokeissa saavutettiin 0 - 50 {\%}:n SO2-reduktioita. Kalsiumin hyv{\"a}ksik{\"a}ytt{\"o}aste oli yleens{\"a} alle 20 {\%}. T{\"a}rkeimmiksi rikin sitoutumiseen vaikuttaviksi tekij{\"o}iksi osoittautuivat Ca/S-moolisuhde, l{\"a}mp{\"o}tila ja viipym{\"a} tietyss{\"a} l{\"a}mp{\"o}tilavy{\"o}hykkeess{\"a}. Alkalin tyypill{\"a} ja palamisilman m{\"a}{\"a}r{\"a}ll{\"a} oli v{\"a}h{\"a}isempi vaikutus rikin sitoutumiseen. Kokeet osoittivat, ett{\"a} tekniikkaa kehitt{\"a}m{\"a}ll{\"a} voidaan rikkireduktiota parantaa olennaisesti nykyisest{\"a}. Kaupallista lis{\"a}ainetta sy{\"o}tettiin {\"o}ljyyn sekoitettuna valmistajan suositteleman maksimim{\"a}{\"a}r{\"a}. Se ei kuitenkaan sitonut SO2:ta. Kustannuslaskelmassa laskettiin kalkki-injektiotekniikan lis{\"a}kustannukset 2,5 ja 15 MW:n raskas{\"o}ljylaitoksissa. Alkaleista edullisimmaksi osoittautui CaCO3. Tyypillist{\"a} injektiotekniikalle on pienet investointi- ja korkeat k{\"a}ytt{\"o}kustannukset, vaikka kustannusrakenne onkin hyvin laitoskohtainen. Esimerkiksi 5 MW:n laitoksessa rikinpoiston investointikustannuksiksi saatiin 240 - 290 mk/kW ja k{\"a}ytt{\"o}kustannaksiksi 2 500 h/a huipun k{\"a}ytt{\"o}ajalla 50 - 85 mk/MWh ja 6 000 h/a huippuajalla 35 - 70 mk/MWh. Voimakkaimmin kustannuksia voidaan alentaa v{\"a}hent{\"a}m{\"a}tt{\"a} tarvittavan alkalin m{\"a}{\"a}r{\"a}{\"a}. Kustannuslaskelmassa k{\"a}ytetyt parametrit valittiin kalkkikoeajojen perusteella.",
keywords = "desulphurization, lime, additives, boilers, district heating, heavy oils",
author = "Eeva Panula-Nikkil{\"a} and Martti {\"A}ij{\"a}l{\"a} and Jukka Lepp{\"a}lahti",
year = "1986",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-2560-4",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "398",
address = "Finland",

}

Panula-Nikkilä, E, Äijälä, M & Leppälahti, J 1986, Rikin pidättäminen kalkki-injektiolla ja lisäaineiden avulla: Teoreettiset perusteet ja kokeet raskasöljykattilalla. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 398, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Rikin pidättäminen kalkki-injektiolla ja lisäaineiden avulla : Teoreettiset perusteet ja kokeet raskasöljykattilalla. / Panula-Nikkilä, Eeva; Äijälä, Martti; Leppälahti, Jukka.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 120 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 398).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Rikin pidättäminen kalkki-injektiolla ja lisäaineiden avulla

T2 - Teoreettiset perusteet ja kokeet raskasöljykattilalla

AU - Panula-Nikkilä, Eeva

AU - Äijälä, Martti

AU - Leppälahti, Jukka

PY - 1986

Y1 - 1986

N2 - Kalkki-injektiotekniikan sopivuutta raskasöljykattilan rikinpoistoon selvitettiin. Kattilana oli 1,2 MW:n tulitorvi-tuliputkityyppinen aluelämmityskattila. Polttoaineena käytettiin raskasta polttoöljyä POR 180, jonka rikkipitoisuus oli 2,15 painoprosenttia. Kokeita tehtiin kalsiumpohjaisilla injektioaineilla sekä yhdellä kaupallisella, rikinpoistoon tarkoitetulla lisäaineella. Tekniikan kustannuksia sekä julkaistua kirjallisuutta tarkasteltiin. Kalsiumpohjaisten aineiden kokeessa päämuuttujat olivat alkali (CaCO3, dolomiitti, Ca(OH)2 ja CaO), alkalin syöttökohta (tulitorven etu- ja takaosaan) ja -muoto (pölymäisenä ja vesilietteenä), kattilateho (100 ja 50 %), palamisilman määrä (savukaasun happi 4,6, 3,5 ja 2,2 %) sekä Ca/S-moolisuhde (noin 0,5 - 7). Kokeissa saavutettiin 0 - 50 %:n SO2-reduktioita. Kalsiumin hyväksikäyttöaste oli yleensä alle 20 %. Tärkeimmiksi rikin sitoutumiseen vaikuttaviksi tekijöiksi osoittautuivat Ca/S-moolisuhde, lämpötila ja viipymä tietyssä lämpötilavyöhykkeessä. Alkalin tyypillä ja palamisilman määrällä oli vähäisempi vaikutus rikin sitoutumiseen. Kokeet osoittivat, että tekniikkaa kehittämällä voidaan rikkireduktiota parantaa olennaisesti nykyisestä. Kaupallista lisäainetta syötettiin öljyyn sekoitettuna valmistajan suositteleman maksimimäärä. Se ei kuitenkaan sitonut SO2:ta. Kustannuslaskelmassa laskettiin kalkki-injektiotekniikan lisäkustannukset 2,5 ja 15 MW:n raskasöljylaitoksissa. Alkaleista edullisimmaksi osoittautui CaCO3. Tyypillistä injektiotekniikalle on pienet investointi- ja korkeat käyttökustannukset, vaikka kustannusrakenne onkin hyvin laitoskohtainen. Esimerkiksi 5 MW:n laitoksessa rikinpoiston investointikustannuksiksi saatiin 240 - 290 mk/kW ja käyttökustannaksiksi 2 500 h/a huipun käyttöajalla 50 - 85 mk/MWh ja 6 000 h/a huippuajalla 35 - 70 mk/MWh. Voimakkaimmin kustannuksia voidaan alentaa vähentämättä tarvittavan alkalin määrää. Kustannuslaskelmassa käytetyt parametrit valittiin kalkkikoeajojen perusteella.

AB - Kalkki-injektiotekniikan sopivuutta raskasöljykattilan rikinpoistoon selvitettiin. Kattilana oli 1,2 MW:n tulitorvi-tuliputkityyppinen aluelämmityskattila. Polttoaineena käytettiin raskasta polttoöljyä POR 180, jonka rikkipitoisuus oli 2,15 painoprosenttia. Kokeita tehtiin kalsiumpohjaisilla injektioaineilla sekä yhdellä kaupallisella, rikinpoistoon tarkoitetulla lisäaineella. Tekniikan kustannuksia sekä julkaistua kirjallisuutta tarkasteltiin. Kalsiumpohjaisten aineiden kokeessa päämuuttujat olivat alkali (CaCO3, dolomiitti, Ca(OH)2 ja CaO), alkalin syöttökohta (tulitorven etu- ja takaosaan) ja -muoto (pölymäisenä ja vesilietteenä), kattilateho (100 ja 50 %), palamisilman määrä (savukaasun happi 4,6, 3,5 ja 2,2 %) sekä Ca/S-moolisuhde (noin 0,5 - 7). Kokeissa saavutettiin 0 - 50 %:n SO2-reduktioita. Kalsiumin hyväksikäyttöaste oli yleensä alle 20 %. Tärkeimmiksi rikin sitoutumiseen vaikuttaviksi tekijöiksi osoittautuivat Ca/S-moolisuhde, lämpötila ja viipymä tietyssä lämpötilavyöhykkeessä. Alkalin tyypillä ja palamisilman määrällä oli vähäisempi vaikutus rikin sitoutumiseen. Kokeet osoittivat, että tekniikkaa kehittämällä voidaan rikkireduktiota parantaa olennaisesti nykyisestä. Kaupallista lisäainetta syötettiin öljyyn sekoitettuna valmistajan suositteleman maksimimäärä. Se ei kuitenkaan sitonut SO2:ta. Kustannuslaskelmassa laskettiin kalkki-injektiotekniikan lisäkustannukset 2,5 ja 15 MW:n raskasöljylaitoksissa. Alkaleista edullisimmaksi osoittautui CaCO3. Tyypillistä injektiotekniikalle on pienet investointi- ja korkeat käyttökustannukset, vaikka kustannusrakenne onkin hyvin laitoskohtainen. Esimerkiksi 5 MW:n laitoksessa rikinpoiston investointikustannuksiksi saatiin 240 - 290 mk/kW ja käyttökustannaksiksi 2 500 h/a huipun käyttöajalla 50 - 85 mk/MWh ja 6 000 h/a huippuajalla 35 - 70 mk/MWh. Voimakkaimmin kustannuksia voidaan alentaa vähentämättä tarvittavan alkalin määrää. Kustannuslaskelmassa käytetyt parametrit valittiin kalkkikoeajojen perusteella.

KW - desulphurization

KW - lime

KW - additives

KW - boilers

KW - district heating

KW - heavy oils

M3 - Report

SN - 951-38-2560-4

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Rikin pidättäminen kalkki-injektiolla ja lisäaineiden avulla

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Panula-Nikkilä E, Äijälä M, Leppälahti J. Rikin pidättäminen kalkki-injektiolla ja lisäaineiden avulla: Teoreettiset perusteet ja kokeet raskasöljykattilalla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 120 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 398).