Kiertopetikaasutin

Lahti Energian Kymijärven kaasutinlaitos on ainutlaatuinen jopa maailman mittakaavassa. Olemme kaasuttaneet vuodesta 1998 alkaen reilusti yli miljoona tonnia puun ja erilliskerätyn energiajätteen sekoitusta ja korvanneet näin yli 600 000 tonnia kivihiiltä.

Kun käytetään 15 % tuotekaasua

• Hiilidioksidipäästöt vähenevät yli 10 %
• Typenoksidipäästöt vähenevät 5 %
• Rikkidioksidipäästöt vähenevät 10 %
• Hiukkaspäästöt vähenevät yli 40 %
• Raskasmetallipitoisuudet vähenevät myös

Kaasutinprosessin kuvaus

Kaasuttimen toimittaja on Foster Wheeler Service Oy ja se otettiin käyttöön vuonna 1998. Kaasutin muodostuu kolmesta osasta.

• 
  Reaktori, jossa kaasutus tapahtuu
• Sykloni, jossa erotetaan petimateriaali kaasusta
• Palautusputki syklonilta reaktorin pohjalle

Kaasutinilma syötetään reaktorin pohjalle arinasuuttimien läpi. Polttoaine syötetään reaktorin alaosaan arinan yläpuolelle. Kaasuttimen periaatekaavio on esitetty oheisessa kuvassa.

Reaktori on kytketty sykloniin, jossa petimateriaali erotetaan kaasuista. Materiaali kiertää reaktorista syklonin kautta takaisin petiin niin kauan kunnes materiaali on kaasuuntunut tai muutoin partikkelikoko on riittävän pieni syklonin läpäisemiseksi. Palautus syklonilta tapahtuu reaktorin alaosaan palautusputkea pitkin.

Kiertopetin lämpötila on noin 830-860°C. Tuleva polttoaine sisältää 30 - 58 % vettä, 78 - 39 % palavaa ainetta ja 1-2 % tuhkaa. Polttoaineen sisääntulokohdassa ei enää ole vapaata happea. Näissä olosuhteissa polttoaine ensin nopeasti kuivaa ja haihtuvat aineet vapautuvat. Jäännöskoksi sekoittuu petimateriaaliin. Hehkuva hiili pelkistää polttoaineen sisältämästä vedestä vetyä. Koksi joutuu jossakin kierron vaiheessa petin pohjalla kosketuksiin ilman kanssa. Tällöin hiili hapettuu CO:ksi tai CO2:ksi ja ylläpitää täten tarvittavaa lämpöä reaktorissa. Reaktorin lämpötilaa säädetäänkin ilmamäärän avulla. Mitä enemmän annetaan ilmaa sitä enemmän polttoainetta palaa reaktorissa ja sen korkeampi on lämpötila. Tuotekaasun alempi lämpöarvo on välillä 2 - 4,5 MJ/kg.

Syklonin jälkeisessä tuotekaasuputkessa on ilman esilämmitin. Esilämmitinosassa ilma lämpenee ja jäähdyttää tuotekaasua kulkiessaan kaksoisvaippaputken vaippojen välisessä tilassa. Tuotekaasu kulkee sisimmässä putkessa. Tältä osin tuotekaasuputki ei luonnollisestikaan ole muurattu.

Petimateriaalia lisätään kaasuttimeen jatkuvasti. Osa hienontuneesta petimateriaalista lentää syklonin läpi tuotekaasun mukana. Osa petimateriaalista poistetaan kaasuttimen pohjalla olevasta tuhkan ulosottoreiästä. Poiston tarkoituksena on pitää epäpuhtauksien kuten metallien, kivien ja alkalien määrät riittävän alhaisina. Alkalimetallien kuten kaliumin ja natriumin yhdisteet aiheuttavat petimateriaalin sulamispisteen alentumista. Tätä yritetään petin poiston lisäksi pitää kurissa kalkkikiven annostelulla petihiekan lisäksi toisena petimateriaalina. Petimateriaalin mukana joutuu pieni määrä palamatonta hiiltä myös pohjatuhkaan.

Kaasuttimen kytkentä höyrykattilaan

Kuuma tuotekaasu poltetaan kahdessa kattilan alaosassa hiilipolttimien alla sijaitsevassa seinäpolttimessa.