Voimalaitosten savukaasujen jälkikäsittelymenetelmät

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Tampereen ammattikorkeakoulun toimeksiannosta. Työn aiheena oli tarkastella fossiilisia polttoaineita käyttävien voimalaitosten savukaasupäästöjen jälkikäsittelymenetelmiä. Työ rajattiin käsittelemään savukaasun sisältämistä päästöistä SOx-, NOx- ja pienhiukkasia. Työ toteutettiin kirjallisuustyönä, jota on tarkoitus käyttää kurssimateriaalina tulevaisuudessa alkavalla uudella opintojaksolla.

Työn tuloksena syntyi yleiskatsaus menetelmistä, jotka ovat käytössä kyseisten kaasujen jälkikäsittelyssä. Katsauksessa käsiteltiin yleisellä tasolla savukaasujen koostumusta ja niitä koskevaa lainsäädäntöä EU:ssa. Tämän jälkeen tarkasteltiin yleisimpiä käytössä olevia menetelmiä SOx-, NOx- ja pienhiukkasten päästöjen poistoon savukaasusta, kuten märkä- ja kuivapesureita, SCR- ja SNCR-järjestelmiä ja sähköstaattisia erottimia ja syklonierottimia. Lisäksi työn lopussa tarkasteltiin kehitteillä olevia menetelmiä, kuten fotokatalyyttisista NOx -absorptiomenetelmää ja pienhiukkasten agglomeraatiota.

Johtopäätöksenä voidaan todeta savukaasujen jälkikäsittelyn olevan olennainen osa kestävää energiantuotantoa. Menetelmävaihtoehtoja tiettyä päästöä varten on useita. Sopivan menetelmän valinta ei perustu tehokkuuteen, vaan siihen vaikuttavat merkittävästi taloudelliset ja rakenteelliset tekijät. Työstä rajautui kokonaan pois esikäsittelymenetelmät, mikä voisi avata hyvän mahdollisuuden jatkotutkimukselle.

The purpose of this thesis was to examine after-treatment methods used for flue gases in fossil fuel-based power plants. The study focused specifically on sulphur oxides (SOx), nitrogen oxides (NOx), and particulate matter, which are among the most harmful components of flue gas. The work was carried out as a literature review and is intended to be used as course material in a future course.

As a result, a general overview of the technologies currently used in the after treatment of these gases was produced. The review introduced the basic composition of flue gases and presented relevant legislation within the European Union. Subsequently, the most common methods used for the removal of the particulate emissions addressed in the study were examined, including wet and dry scrubbers, selective catalytic reduction (SCR), selective non-catalytic reduction (SNCR), electrostatic precipitators and cyclone separators. Emerging methods, such as photocatalytic NOx absorption and particle agglomeration, were also discussed briefly at the end of thesis.

It was concluded that flue gas after-treatment is a vital component of sustainable energy production and various methods are available for each emission type. Pre-treatment methods were excluded from the scope of this thesis, which could present an opportunity for future study.