TUOTEKAASUN PUHDISTUSMENETELMÄT : 150 kW biomassan myötävirtakaasutin CHP käyttöön
Nagy, Krisztian (2014)
Nagy, Krisztian
Centria ammattikorkeakoulu (Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulu)
2014
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 1.0 Suomi
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014061612949
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014061612949
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli koota tietoa ja uusia näkökulmia biomassan kaasutuskaasun suodatusratkaisun keskeisimmistä teknisistä ja kaupallisista seikoista. Tutkimustyö toteutettiin teemahaastattelun avulla. Kohderyhmä koostui kuudesta alan toimijasta, yrittäjistä, tutkijoista, tuotekehitysasiatuntijasta ja professorista.
Kiinteää uusiutuvaa metsä-biomassaa voidaan kaasuttaa reaktorissa tuotekaasuksi, mikä on puhdistettava ennen sen soveltamista teknisissä laitteistoissa. Reaktorina on käytetty myötävirtakaasutinta. Kaasutusreaktiot tapahtuvat korkeassa lämpötilassa, minkä vuoksi tuotetun kaasun sisältämiä epäpuhtauksia on vaikea puhdistaa sovelluskohteen vaatimusasteen mukaiseksi. Tuotekaasu sisältää lukuisia epäpuhtauksia, joista tässä työssä keskitytään kiintoainepartikkeleihin ja polysyklisiin aromaattisiin hiilivetyihin.
Tuotekaasun käyttökohteita ovat pienet energiankulutuskohteet kuten erilaiset laitokset tai pienet yhteisöt. Hajautetun sähkön- ja lämmön yhteistuotannon etuja ovat riippumattomuus pääverkosta ja tarjolla olevan biomassan hyödyntäminen. Energiantuotantoteknologiana voi olla poltto-, Stirling-moottori tai kaasuturbiini, jotka asettavat tuotekaasulle spesifisen puhtausluokan ja vaatimukset kaasun puhdistusvaiheelle. Puhdistusteknologia on vielä tutkimus- ja kehitystyön alla.
Teemahaastattelun perusteella suodatusratkaisun kehittämiselle on olemassa selkeä markkinapotentiaali teknologian yleistyessä tulevaisuudessa. Suodatusprosessin tulisi olla jatkuvatoiminen, mikä tulisi huomioida myös huollon toteutuksessa. Puhtausvaatimukset riippuvat käyttökohteesta, ja suodatusprosessi voidaan toteuttaa monivaiheisena useita menetelmiä käyttäen. Riittävien käyttötuntimäärien toteutuessa suodatinyksikön investointikulut voivat olla myös korkeammat. Teemahaastattelun puitteissa saatiin arvioivaa hintaluokkaa suodatinratkaisulle ja sen käyttö- ja huoltokustannuksille.
Kiinteää uusiutuvaa metsä-biomassaa voidaan kaasuttaa reaktorissa tuotekaasuksi, mikä on puhdistettava ennen sen soveltamista teknisissä laitteistoissa. Reaktorina on käytetty myötävirtakaasutinta. Kaasutusreaktiot tapahtuvat korkeassa lämpötilassa, minkä vuoksi tuotetun kaasun sisältämiä epäpuhtauksia on vaikea puhdistaa sovelluskohteen vaatimusasteen mukaiseksi. Tuotekaasu sisältää lukuisia epäpuhtauksia, joista tässä työssä keskitytään kiintoainepartikkeleihin ja polysyklisiin aromaattisiin hiilivetyihin.
Tuotekaasun käyttökohteita ovat pienet energiankulutuskohteet kuten erilaiset laitokset tai pienet yhteisöt. Hajautetun sähkön- ja lämmön yhteistuotannon etuja ovat riippumattomuus pääverkosta ja tarjolla olevan biomassan hyödyntäminen. Energiantuotantoteknologiana voi olla poltto-, Stirling-moottori tai kaasuturbiini, jotka asettavat tuotekaasulle spesifisen puhtausluokan ja vaatimukset kaasun puhdistusvaiheelle. Puhdistusteknologia on vielä tutkimus- ja kehitystyön alla.
Teemahaastattelun perusteella suodatusratkaisun kehittämiselle on olemassa selkeä markkinapotentiaali teknologian yleistyessä tulevaisuudessa. Suodatusprosessin tulisi olla jatkuvatoiminen, mikä tulisi huomioida myös huollon toteutuksessa. Puhtausvaatimukset riippuvat käyttökohteesta, ja suodatusprosessi voidaan toteuttaa monivaiheisena useita menetelmiä käyttäen. Riittävien käyttötuntimäärien toteutuessa suodatinyksikön investointikulut voivat olla myös korkeammat. Teemahaastattelun puitteissa saatiin arvioivaa hintaluokkaa suodatinratkaisulle ja sen käyttö- ja huoltokustannuksille.