Polttoainekoostumuksen vaikutus lentotuhkan laatuun ja hyötykäyttömahdollisuuksiin UPM-Kymmene Oyj:n Kaukaan tehtailla


Autoria(s): Anttila, Hanna-Kaisa
Data(s)

16/05/2008

16/05/2008

2008

Resumo

Tavoitteena tässä diplomityössä oli selvittää UPM-Kymmene Oyj:n Kaukaan tehtaiden lentotuhkan hyötykäyttömahdollisuuksia. Tarkastelussa olivat mukana metsälannoite-, maarakennus- sekä sementtiteollisuuskäytöt. Ensin työssä tarkasteltiin näitä vaihtoehtoja kirjallisuuden perusteella. Tämän jälkeen pohdittiin Kaukaan lentotuhkasta tehtyjen analyysien perusteella, mihin käyttökohteisiin lentotuhka soveltuu tällä hetkellä, sekä tulevaisuudessa uuden biopolttoainekattilan myötä. Lentotuhkan hyötykäyttöä lannoitteena ja maarakentamisessa säätelee lainsäädäntö. Lannoitteille on asetuksessa säädetty tietyille haitta-aineille enimmäispitoisuudet, jotka tuhkan tulee alittaa, jotta sitä voitaisiin hyödyntää. Maarakennuskäytölle on asetuksessa määritelty raja-arvot, jotka alitettaessa voidaan tuhkaa hyödyntää rakenteissa ilmoitusmenettelyllä. Tämä menettely helpottaa rakennusprojekteja huomattavan paljon, sillä tällöin ympäristölupaa ei tarvitse hakea jokaiselle projektille erikseen. Maarakennuskäyttö on mahdollista, vaikkei raja-arvoja alitettaisikaan, mutta tällöin ympäristöluvan hakeminen hankaloittaa projektien etenemistä ja aiheuttaa kustannuksia. Tuhkan on lisäksi oltava ominaisuuksiltaan riittävän hyvää, jotta hyötykäyttö olisi mahdollista. Kaukaan tuhkasta tehtyjen analyysien perusteella huomattiin, että se sopii hyvin metsälannoitteeksi ja todennäköisesti myös sementtiteollisuuskäyttöön. Maarakennuskäytön osalta tulokset osoittivat tuhkan olevan juuri rajoilla ilmoitusmenettelyn hyödyntämisen suhteen. Maarakennuskäytöstä tarvitaankin vielä lisäselvityksiä jatkossa. Uudessa polttolaitoksessa poltetaan myös turvetta puuperäisen lisäksi. Kirjallisuuden perusteella voitiin tehdä arvio, mihin suuntaan turve tulee tuhkaa todennäköisesti muuttamaan. Todettiin, että turpeen poltto parantaa todennäköisesti tuhkan laatua sementtiteollisuudessa käytön kannalta. Tuhkan lannoitekäyttöön turpeen poltolla todettiin taas olevan negatiivisia vaikutuksia. Maarakennuskäytön kannalta turpeella saattaa myös olla negatiivisia vaikutuksia. Tuhkaa kannattaisikin käyttää sementtiteollisuudessa silloin kun turvetta on polttoaineessa paljon ja muuhun käyttöön silloin kun turvetta on vähän.

The aim of this master's thesis was to examine utilization possibilities for fly ash originated from UPM-Kymmene Corporation's Kaukas mill. The focus was on three different utilization alternatives: usage as forest fertilizer, usage in ground constructions and usage in the cement industry. The paper begins with a literature review on these three alternatives. Second, the suitability of fly ash for each alternative now and in the future as the new power plant is taken into use is evaluated using the results of the chemical analysis conducted as a part of this study. In Finland, the utilization of fly ash as forest fertilizer and in ground constructions is regulated by law. There are maximum amounts for certain detrimental elements and the concentrations of these elements in fly ash must stay under these limits or be the same. There are limiting values for ground construction usage also, and the concentrations must go under these limits and they concern only the announcement procedure. This means that construction projects do not need individual environmental permits but instead an announcement to the authorities suffices. If the limits are exceeded, ground construction usage is still possible, but an environmental permit is needed. This makes construction projects more difficult as the permit process requires time and money. In addition, the ash has to have a good enough quality to make utilization possible. Based on the chemical analysis of the fly ash, it was noticed that the fly ash is suited for usage as forest fertilizer and probably also for usage in the cement industry. However, for ground construction usage, the results were just within the limits of the announcement procedure. Thus more research is needed to clarify the possibilities for ground construction usage. In the new power plant, the fuel composition includes peat along with wood based fuel. Based on literature, an estimate was made of the changes the use of peat will cause for the fly ash. The conclusion of this evaluation was that the effect of peat is positive for the usage in the cement industry. However, the use of peat was found to have negative effects for forest fertilizer usage. It was also concluded that the effect of peat may be negative for ground construction usage. Therefore, it would be sensible to use the ash in the cement industry when there is a large amount of peat in the fuel composition, and in other alternatives when less peat is used.

Identificador

http://www.doria.fi/handle/10024/38106

URN:NBN:fi-fe200805151395

Idioma(s)

fi

Palavras-Chave #lentotuhka #fuel composition #polttoainekoostumus #fly ash #hyötykäyttö #peat #turve #utilization
Tipo

Master's thesis

Diplomityö