Savukaasupesurin taloudellinen kannattavuus kaukolämmön erillistuotannossa

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Tulostekniikka Oy:lle, joka toimittaa kotimaista polttoainetta käyttäviä lämpökeskuksia kotimaan markkinoille. Opinäytetyön tavoitteena oli tutkia savukaasupesurin käyttöä savukaasujen hukkalämmön talteenottoon ja hiukkaspäästöjen vähentämiseen. Tärkeämpänä tavoitteena pidettiin lämmön talteenottoa. Lisäksi perehdyttiin savukaasupesurin termodynaamiseen mitoitukseen ja savukaasupesurin jätevesiin liittyvään ympäristölainsäädäntöön. Työssä laadittiin tämä kirjallisena osana tämä opinnäytetyö, jossa kerrotaan perusteet savukaasupesuriprosessista, lainsäädännöstä ja taloudellisesta kannattavuudesta. Kirjallisen osuuden lisäksi laadittiin Excel-työkalu, jonka avulla voidaan arvioida laitoksen lämmöntalteenottopotentiaalia ja pesurin täytekappalepedin lämmönsiirtopinta-alaa ja täytekappaleiden määrää. Työssä myös saatiin selvitettyä käytetyn polttoaineen vaikutuksia savukaasupesurin toimintaan. Opinnäytetyön tärkein tulos on pesurin taloudellisen kannattavuuden osoittaminen. Tässä työssä esitellyillä tuloksilla voidaan tukea savukaasupesuri-investointia harkitsevaa asiakasta päätöksenteossa. Lisäksi työssä kerrotuilla termodynamiikan laskukaavoilla voidaan arvioida pesurin fyysiset mitat pesutornin valmistavaa alihankkijaa varten. Tehtyjen laskelmien perusteella savukaasupesuri on taloudellisesti kannattava investointi. Lisäksi tulevaisuudessa mahdollisesti tiukkenevien hiukkaspäästörajoitusten saavuttaminen vaatinee savukaasujen puhdistuslaitteistoa.

This thesis was done as an assignment for Tulostekniikka Ltd, a company that builds containerized district heating plants for domestic market. Goal of this thesis was to investigate economic benefits of using condensing flue gas scrubber to recover heat from flue gases and reducing particulate emissions. Heat recovery was give higher priority. Attention was also given to thermodynamics of flue gas scrubber and environmental legislation regarding condensers wastewater treatment. This thesis includes thermodynamic, chemical, technical and legal theory. Besides this written thesis an Excel tool was also made. This tool gives estimates regarding heat recovery potential and thermodynamic properties of the scrubber, including heat transfer coefficient, required surface area for heat transfer and required volume of packing materiel needed. Effects of used fuel was also considered. Most important result gained from this thesis was proof that condensing scrubber is economically viable investment. Customer who is considers to acquire scrubber can use this thesis as a reference material. Thesis also contains necessary formulas to calculate dimensions for scrubber column, to be used by subcontractor who constructs the column itself. According to calculations condensing flue gas scrubber is economically viable investment, with reasonably short payback time. One can safely assume that regulations regarding particulate matter emissions will tighten in the future. In order to meet these stricter norms flue gas treatment facilities may be necessary.