82 resultados para compressed natural gas
Resumo:
Tm diplomity on tehty IMMU-hankkeeseen, jossa selvitetn konkreettisia keinoja ilmastonmuutoksen hillintn Lahden seudulla. Diplomityss tarkastellaan mahdollisuuksia list biopolttoaineita pienen kokoluokan kaukolmmn tuotantolaitoksissa. Teoria osuuden pohjalta luodaan skenaariot Nastolaan ja Vksyyn (Asikkala). Skenaarioissa tarkastellaan biopolttoaineiden lismisen vaikutuksia kasvihuonekaasu- ja hiukkaspstihin kyttmll elinkaariarviointimenetelm. Taloudellisia seikkoja tarkastellaan laskemalla takaisinmaksuaikoja eri biolaitosratkaisuille nettonykyarvomenetelmll. Tutkimuksen tuloksena saatiin, ett kasvihuonekaasupstt tuotannon elinkaaren ajalta vhenevt eniten tuottamalla kaukolmmn perustuotanto Nastolassa ja Vksyss bio-CHP-laitoksella haketta polttamalla. Kiinteit biopolttoaineita poltettaessa tulevat kuitenkin suurimmat hiukkaspstt, mik vaikuttaa asuinympristn viihtyvyyteen tuotantolaitoksen lheisyydess. Bio-CHP-laitoksen investointikustannukset ovat suurimmat ja takaisinmaksuaika pisin. Nastolan kulutusperusteisi pstj pystytn vhentmn eniten investoimalla biolmplaitokseen tai bio-CHP-laitokseen. Pstj Nastolassa pystyttisiin kyseisill investoinneilla vhentmn enimmilln 6,4 %. Lahti energian kokonaispstj pystyttisiin enimmilln vhentmn noin 1,6 %. Johtoptksen tutkimuksesta voidaan sanoa, ett kasvihuonekaasupstj pystytn vhentmn investointien avulla. Toiset ratkaisut ovat vain kalliimpia kuin toiset. Lisksi kiinteit biopolttoaineita kytettess jotkut poltto-ominaisuudet voivat heiket esim. verrattuna maakaasun polttoon. Biopolttoaineiden lismisell kuitenkin pstn irti riippuvuudesta fossiilisiin polttoaineisiin kuten ljyyn ja maakaasuun. Investointeja tehdess on vaikea sanoa suoraan, mik vaihtoehto on paras tapa tuottaa kaukolmp. Investointiptksi tehdess ptkseen vaikuttaa se, mit tuotannon ominaispiirteit painotetaan eniten.
Resumo:
Lappeenrannassa kertn ja hydynnetn tll hetkell kaatopaikkakaasua 0,3 milj.m3 vuodessa. Biokaasua voitaisiin tuottaa Lappeenrannassa mdttmll bioperisi jtteit ja biokaasuntuotantoa varten kasvatettuja energiakasveja. Biokaasuntuotantoon soveltuvia jtteit ovat erilliskertty biojte, jtevedenpuhdistamon jtevesiliete, puutarhajte, lietelannat ja oljet. Kesannolla olevilla peltoaloilla voitaisiin kasvattaa ruokohelpe. Biokaasun tuotantoon soveltuvia materiaaleja voitaisiin kert 143 000 t/a ja kasvattaa 68 000 t/a. Tyss tarkastellaan vaihtoehtoa, jossa mdtetn vain puhdistamoliete, sek useita materiaaleja mdttv yhteismdttm, johon liittyen tutkitaan kolmea eri vaihtoehtoa: kunnallisen jtteen mdtyst, kaiken jtteen mdtyst ja jtteen sek energiakasvien mdtyst. Paras sijoituspaikka mdttmlle olisi jtevedenpuhdistamon lheisyydess. Jtemateriaalista saataisiin kaasua enintn 12 milj. m3 ja energiakasveista enintn 16 milj. m3. Kaasusta voitaisiin tuottaa energiaa CHP-laitoksessa enintn 184 GWh. Mikli biokaasun tuotannolla halutaan ensisijaisesti vhent kasvi-huonekaasupstj, kannattaa kaasu jalostaa ajoneuvopolttoaineeksi. Jalostettu kaasu on mahdollista mys sytt maakaasuverkostoon. Suurimmat tulot on mahdollista saavuttaa yhdistetyss shkn- ja lmmntuotannossa, mikli biokaasulle suunniteltu sytttariffi toteutuu. Muussa tapauksessa suurimmat tulot saadaan jalostamalla biokaasua ajoneuvojen polttoaineeksi.
Resumo:
Maakaasuputkiston huolto- ja muutostiden yhteydess joudutaan tyhjentmn putkisto kaasusta, jotta voidaan taata turvalliset tyskentelyolosuhteet. Nykyisin putkisto tyhjennetn johtamalla kaasu ilmakehn, avaamalla putkiston ulospuhallusventtiilit. Koska maakaasu (metaani) on merkittv kasvihuonekaasu, on ympristvaatimusten tiukentuessa etsittv vaihtoehtoisia keinoja vhent pstj. Lisksi, talteen otettu kaasu voidaan myyd edelleen, ja nin ollen saavuttaa sstj. Tss tyss on tutkittu mahdollisuuksia komprimoida kaasu siirrettvn kompressorin avulla putkisto-osuudesta toiseen ilman, ett kaasua jouduttaisiin puhaltamaan ilmakehn. Tyss pdyttiin johtoptkseen, ett siirrettvn kompressorin hankinta ei ole tll hetkell kannattavaa, sen korkeiden investointikustannusten vuoksi. Kuitenkin mahdollinen pstmaksu metaanille, kaasun arvon nousu, sek tekniikan parantuminen voivat nostaa menetelmn varteenotettavaksi vaihtoehdoksi hyvinkin nopeasti. Tmn vuoksi jatkotutkimuksen tekeminen aiheesta on perusteltua.
Resumo:
Tm diplomity on osa FCEP hankeen Lappeenrannan teknillisess yliopistossa tehtv tutkimusta polttomoottoreiden energiatehokkuuden parantamisesta. Tyn tavoitteena on saada tutkimustietoa polttomoottoreiden hukkalmpvirtojen hydyntmisest shkntuotannossa. Tavoitteena on kartoittaa polttomoottorin hukkalmpvirtojen shkksi muunnon potentiaalia valituilla menetelmill ja tekniikoilla. Tyss tarkasteltavaksi moottoriksi valittiin DF- monipolttoainemoottori. DF-moottorin polttoaineena voidaan kytt joko kaasua tai polttoljy. Laskennat suoritettiin moottorin valmistajan antamien hukkalmpvirtojen arvojen ja moottorin lmptaseen avulla. Laskennan perusperiaatteena oli vesihyryprosessin ja ORC-prosessien vertailu pakokaasulmmn hydyntmisess sek matalalmpisten hukkalmpvirtojen hydyntminen ORC-prosesseilla. Lisksi tyss tutkittiin korkealla painesuhteella ja korkealla hytysuhteella toimivan turboahtimen vaikutusta hukkalmpvirroista saatavaan tehoon. Diplomityss tarkasteltiin moottorin lmptaseen mukaisten arvojen lisksi moottorin parametrien muuttamisen vaikutusta hukkalmpvirroista saatavaan tehoon. Moottorin parametrien muuttamisen vaikutusta moottorin akselitehoon tai moottorin lmptaseeseen ei kuitenkaan tmn tutkimuksen puitteissa tarkasteltu. Tyss saatiin arvokasta tietoa polttomoottoreiden hukkalmpvirtojen muuntamisesta shkksi eri menetelmill sek moottorin energiatehokkuuden parantamisesta.
Resumo:
A high-speed and high-voltage solid-rotor induction machine provides beneficial features for natural gas compressor technology. The mechanical robustness of the machine enables its use in an integrated motor-compressor. The technology uses a centrifugal compressor, which is mounted on the same shaft with the high-speed electrical machine driving it. No gearbox is needed as the speed is determined by the frequency converter. The cooling is provided by the process gas, which flows through the motor and is capable of transferring the heat away from the motor. The technology has been used in the compressors in the natural gas supply chain in the central Europe. New areas of application include natural gas compressors working at the wellheads of the subsea gas reservoir. A key challenge for the design of such a motor is the resistance of the stator insulation to the raw natural gas from the well. The gas contains water and heavy hydrocarbon compounds and it is far harsher than the sales gas in the natural gas supply network. The objective of this doctoral thesis is to discuss the resistance of the insulation to the raw natural gas and the phenomena degrading the insulation. The presence of partial discharges is analyzed in this doctoral dissertation. The breakdown voltage of the gas is measured as a function of pressure and gap distance. The partial discharge activity is measured on small samples representing the windings of the machine. The electrical field behavior is also modeled by finite element methods. Based on the measurements it has been concluded that the discharges are expected to disappear at gas pressures above 4 5 bar. The disappearance of discharges is caused by the breakdown strength of the gas, which increases as the pressure increases. Based on the finite element analysis, the physical length of a discharge seen in the PD measurements at atmospheric pressure was approximated to be 40 120 m. The chemical aging of the insulation when exposed to raw natural gas is discussed based on a vast set of experimental tests with the gas mixture representing the real gas mixture at the wellhead. The mixture was created by mixing dry hydrocarbon gas, heavy hydrocarbon compounds, monoethylene glycol, and water. The mixture was chosen to be more aggressive by increasing the amount of liquid substances. Furthermore, the temperature and pressure were increased, which resulted in accelerated test conditions. The time required to detect severe degradation was thus decreased. The test program included a comparison of materials, an analysis of the e ects of di erent compounds in the gas mixture, namely water and heavy hydrocarbons, on the aging, an analysis of the e ects of temperature and exposure duration, and also an analysis on the e ect of sudden pressure changes on the degradation of the insulating materials. It was found in the tests that an insulation consisting of mica, glass, and epoxy resin can tolerate the raw natural gas, but it experiences some degradation. The key material in the composite insulation is the resin, which largely defines the performance of the insulation system. The degradation of the insulation is mostly determined by the amount of gas mixture di used into it. The di usion was seen to follow Ficks second law, but the coe cients were not accurately defined. The di usion was not sensitive to temperature, but it was dependent upon the thermodynamic state of the gas mixture, in other words, the amounts of liquid components in the gas. The weight increase observed was mostly related to heavy hydrocarbon compounds, which act as plasticizers in the epoxy resin. The di usion of these compounds is determined by the crosslink density of the resin. Water causes slight changes in the chemical structure, but these changes do not significantly contribute to the aging phenomena. Sudden changes in pressure can lead to severe damages in the insulation, because the motion of the di used gas is able to create internal cracks in the insulation. Therefore, the di usion only reduces the mechanical strength of the insulation, but the ultimate breakdown can potentially be caused by a sudden drop in the pressure of the process gas.
Resumo:
Shkn tukkuhinnat vaihtelivat hyvin voimakkaasti talvella 20092010. Tyss on esitetty rajahytytarkasteluna yhdistetyn sellu- ja paperitehtaan mahdollisuudet list vastapaineshkn tuotantoa sek leikata shkn kulutusta aikana, jolloin shkn tuntihinta on korkea. Tyss tarkastellaan mys erilaisia shkmarkkinaoperaatioita. Tyn ensimmisess osiossa esitelln Stora Enson Imatran tehtaat. Myhemmiss kappaleissa perehdytn pohjoismaisten shkmarkkinoiden sek kaasuprssin toimintaan. Jotta korkeista shkn hinnoista voitaisiin hyty, tulee shkn myyntitarjoukset jtt shkprssi Nord Poolin kaupankyntijrjestelmn toimitusvuorokautta edeltvn pivn. Tss tyss on mritetty shkenergian mahdolliset myyntivolyymit sek hinnat eri tuotantotilanteissa. Tyss pyritn parantamaan tehtaan shkkaupankynnin kannattavuutta kyttmll eri shkkaupan tuotteita. Tyss esitetn malleja, joiden avulla korkeita shkn markkinahintoja voidaan pyrki hydyntmn. Eri shkmarkkinatuotteet soveltuvat mys riskienhallintaan voimakkaasti vaihtelevilla shkmarkkinoilla
Resumo:
Tmn tyn ptavoitteena oli selvitt, onko Toikansuon kaatopaikkakaasun hydyntminen kaukolmmntuotantoon Lappeenrannan Energialle taloudellisesti kannattavaa. Kaatopaikkakaasulla voitaisiin korvata kaukolmmntuotannossa puuta ja maakaasua, mist aiheutuisi sst. Kaukolmmntuotantoa varten olisi hankittava lmpkeskus ja rakennettava tarvittava infrastruktuuri, mist aiheutuisi taas toisaalta kustannuksia. Paroc hydynt nykyisin Toikansuon kaatopaikkakaasun. Paroc ei hydynn kaasua niin paljon kuin olisi mahdollista, ja tulevaisuudessa Paroc ei vlttmtt pysty hydyntmn kaasua ollenkaan. Tyss arvioitiin Toikansuon kaatopaikkakaasupotentiaali, jonka perusteella pyydettiin toimittajilta tarjous kohteeseen soveltuvasta lmpkeskuksesta. Lmpkeskukselle etsittiin lisksi sijoituspaikka sek arvioitiin tarvittavan infrastruktuurin rakentamisesta aiheutuvat kustannukset ja lmpkeskuksen kytnaikaiset kustannukset. Aiheutuvia kustannuksia verrattiin vaihtoehtoisten kaukolmmntuotantotapojen polttoainekustannuksissa saavutettuun sstn nykyarvomenetelmn avulla. Investoinnin nykyarvo esitettiin eri kaatopaikkakaasun hinnoilla, sill kaatopaikkakaasusta maksettava hinta on Lappeenrannan Energian ja Lappeenrannan kaupungin vlinen neuvottelukysymys. Tyn tulosten perusteella Toikansuon kaatopaikkakaasua pystyttisiin hydyntmn kaukolmmntuotantoon noin 15 vuotta. Investointi on Lappeenrannan Energialle kannattava, kunhan kaatopaikkakaasusta maksettava hinta on riittvn alhainen ja laskelmiin valitut lhtarvot pitvt riittvn hyvin paikkansa. Investointiin sisltyy kuitenkin riskins, sill laskelmat sisltvt useita tulevaisuudessa muuttuvia tekijit, joiden kehityst on vaikea arvioida tarkasti. Investointia tulisi harkita, jos Paroc ei pysty tulevaisuudessa hydyntmn kaasua ollenkaan tai tavoitteena on minimoida kasvihuonekaasupstt. Pelkk taloudellisen tuoton tavoittelua ajatellen investointi on liian epvarma.
Resumo:
Causticizing plant is an important part of kraft pulp mill. It uses green liquor from recovery boiler as a raw material and consumes lime to produce white liquor, which is an important chemical used in pulping. Lime kiln is a part of the causticizing process. It is used to convert lime mud, a by-product obtained from the causticizing back to lime in high temperatures. This conversion requires a lot of energy. The most common fuels used as energy source for lime kiln are heavy fuel oil and natural gas. In a modern pulp mill lime kiln is the only user of significant amount of fossil fuels. Replacing fossil fuels with biofuels can have prominent economical and environmental benefits. Interest in using biofuels as energy source of lime kiln has become a worldwide issue in the recent years. However fuels used for lime kiln have a lot of certain requirements. The purpose of this work is to study the required characteristics from liquid fuels used in pulp mill lime kiln and to map suitable liquid biofuels already available in the markets. Also taxation of liquid biofuels compared to heavy fuel oil in Finland, Sweden and Germany is shortly introduced.
Resumo:
The purpose of this masters thesis was to study ways to increase the operating cost-efficiency of the hydrogen production process by optimizing the process parameters while, at the same time, maintaining plant reliability and safety. The literature part reviewed other hydrogen production and purification processes as well as raw material alternatives for hydrogen production. The experimental part of the masters thesis was conducted at Solvay Chemicals Finland Oys hydrogen plant in spring 2012. It was performed by changing the process parameters, first, one by one, aiming for a more efficient process with clean product gas and lower natural gas consumption. The values of the process parameters were tested based on the information from the literature, process simulation and experiences of previous similar processes. The studied parameters were reformer outlet temperature, shift converter inlet temperature and steam/carbon ratio. The results show that the optimal process conditions are a lower steam/carbon ratio and reformer outlet temperature than the current values of 3.0 and 798 C. An increase/decrease in the shift conversion inlet temperature does not affect natural gas consumption, but it has an effect on minimizing the process steam overload.
Resumo:
Ty esittelee suomessa lmmntuotantoon kytettvt polttoaineet, niiden verotuksen, hinnan kehityksen ja kustannusten optimoinnin. Polttoaineista maakaasu on ksitelty kattivimmin. Tyss perehdytn syihin, joista polttoaineiden hinnan vaihtelut johtuvat ja miten ne tiedostamalla voidaan vaikuttaa kustannuksiin. Tyss kydn lpi lmmntuotannon rakenteen ja kytetyn tekniikan vaikutukset erilaisten polttoaineiden kyttn.
Resumo:
Tyss vertaillaan eri shkntuotantovaihtoehtojen taloudellista kannattavuutta. Kannattavuusvertailu suoritetaan pelkk shk tuottaville voimalaitoksille. Raportti on jatkoa aikaisemmille tutkimuksille, joista viimeisin julkaistiin 2008. Tutkittavat voimalaitostyypit ovat: ydinvoimalaitos, maakaasukombilauhdevoimalaitos, kivihiililauhdevoimalaitos, turvelauhdevoimalaitos, puulauhdevoimalaitos, tuulivoimala ja uutena aurinkovoimala. Kannattavuustarkastelu suoritetaan annuiteettimenetelmll kytten 5 % reaalikorkoa ja maaliskuun 2012 hintatasoa. Laskelmien perusteella 8000 tunnin huipunkyttajalla ydinshkn tuotantokustannus, kun laitos rakennetaan olemassaolevalle tontille olisi 43,7 /MWh, tysin uuden ydinvoimalaitoksen 57,9 /MWh, kaasushkn 75,4 /MWh, turvelauhteen 75,4 /MWh ja hiilishkn hiilidioksidin talteenotolla 64,4 /MWh, kun hiilidioksidipstoikeuden hintana kytetn 23 /t. Vastaavasti uusiutuvista puupolttoainelauhdeshkn tuotantokustannus olisi 70,2 /MWh kun taas 2200 tunnin huipunkyttajalla maalla sijaitsevan tuulivoimalaitoksen shkn tuotantokustannus 52,7 /MWh ja merell sijaitsevan tuulivoimalaitoksen 76,8 /MWh. Erillistarkastelussa arvioitiin suurien keskittv teknologiaa kyttvn aurinko-voimalaitoksen tuotantokustannuksen ylittvn 100 /MWh ollen todennkisesti lhempn 150 /MWh. Arvio pienshkn tuotantokustannuksista aurinkoshkisill paneeleilla vaihtelee 90 130 /MWh. Merkittvin kustannussst syntyy, jos aurinkoshkpaketteja voidaan tarjota kuluttajalle kokonaistoimituksena avaimet kteen. Aurinkoshkn tuottaminen kotikerimill nyttkin olevan vaiheessa, jossa se on selkesti pienkyttjlle edullista mikli sijoitettava poma 6000 18000 ei vaadi ulkopuolista rahoitusta.
Resumo:
Biogas production has considerable development possibilities not only in Finland but all over the world since it is the easiest way of creating value out of various waste fractions and represents an alternative source of renewable energy. Development of efficient biogas upgrading technology has become an important issue since it improves the quality of biogas and for example facilitating its injection into the natural gas pipelines. Moreover, such upgrading contributes to resolving the issue of increasing CO2 emissions and addresses the increasing climate change concerns. Together with traditional CO2 capturing technologies a new class of recently emerged sorbents such as ionic liquids is claimed as promising media for gas separations. In this thesis, an extensive comparison of the performance of different solvents in terms of CO2 capture has been performed. The focus of the present study was on aqueous amine solutions and their mixtures, traditional ionic liquids, switchable ionic liquids and poly(ionic liquid)s in order to reveal the best option for biogas upgrading. The CO2 capturing efficiency for the most promising solvents achieved values around 50 - 60 L CO2 / L absorbent. These values are superior to currently widely applied water wash biogas upgrading system. Regeneration of the solvent mixtures appeared to be challenging since the loss of initial efficiency upon CO2 release was in excess of 20 - 40 vol %, especially in the case of aqueous amine solutions. In contrast, some of the ionic liquids displayed reversible behavior. Thus, for selected switchable ionic and poly(ionic liquid)s the CO2 absorption/regeneration cycles were performed 3 - 4 times without any notable efficiency decrease. The viscosity issue, typical for ionic liquids upon CO2 saturation, was addressed and the information obtained was evaluated and related to the ionic interactions. The occurrence of volatile organic compounds (VOCs) before and after biogas upgrading was studied for biogas produced through anaerobic digestion of waste waters sludge. The ionic liquid [C4mim][OAc] demonstrated its feasibility as a promising scrubbing media and exhibited high efficiency in terms of the removal of VOCs. Upon application of this ionic liquid, the amount of identified VOCs was diminished by around 65 wt %, while the samples treated with the aqueous mixture of 15 wt % N-methyldiethanolamine with addition of 5 wt % piperazine resulted in 32 wt % reduction in the amounts of volatile organic compounds only.
Resumo:
Lempln aiotaan rakentaa uusi kaukolmplaitos, jossa polttoaineena kytettisiin haketta. Nykyn Lemplss tuotetaan kaukolmp maakaasulla, jonka kyttmisest halutaan siirty kyttmn lhialueilta saatavaa biopolttoainetta. Tss tyss halutaan selvitt, mit hytyj saataisiin hakkeen koneellisesta kuivauksesta. Tyn toisena tavoitteena on suunnitella ja pohtia biopolttoaineterminaalin rakentamista sek ksitell hakkeen varastointia yleens. Tyss tutustutaan hakkeeseen aiheesta kertovan kirjallisuuden avulla. Tyss on mys laskettu hakkeen kuivauksesta saatavia hytyj hakkeen lmparvoon sek energiatiheyteen. Erityisesti perehdytn metsthdehakkeeseen, rankahakkeeseen, kuorihakkeeseen sek sahanpuruun. Laskelmien tuloksista on havaittu, ett suurin hyty hakkeen energiatiheyden parantumisessa saadaan kun hake kuivataan 35 % kosteuspitoisuuteen. Tmn jlkeen energiatiheyden paraneminen tapahtuu hitaammin. Hakkeen kuivauksesta saadaan mys muita hytyj kuin energiatiheyden paraneminen. Kuivan hakkeen ksittelyn ja varastoinnin on havaittu olevan vaivattomampaa kuin mrn hakkeen. Biopolttoaineterminaalin ja voimalaitoksen tulisi sijaita rinnakkain, jotta hakkeen kuivauksesta saadaan mahdollisimman kustannustehokasta. Nin ollen syntyisi mys sstj hakkeen kuljetuksen suhteen. Biopolttoaineterminaalin rakentamista varten tarvittaisiin tilaa alustavien laskelmien perusteella noin yksi hehtaari. Tyss on mys laskettu biopolttoaineterminaalin rakentamisesta aiheutuvia kustannuksia sek hakkeen kuljetuksesta koituvia logistiikka kustannuksia. Haketerminaalin ja voimalaitoksen sijaintia Lemplss on mys kartoitettu.
Resumo:
The purpose of this study is to investigate whether there exists any kind of relationship between the spot and future prices of the different commodities or not. Commodities like cocoa, coffee, crude oil, gold, natural gas and silver are considered from January 3, 2000 to December 31, 2012. For this purpose, ADF test and KPSS test are used in testing the stationarity whereas Johansen Cointegration test is used in testing the long-run relationship. Johansen co-integration test exhibits that there at least 5 co-integrating pairs out of 6 except crude oil. Moreover, the result of Granger Causality supports the fact that if two or more than two time series tend to be co-integrated there exists either uni-directional or bi-directional relationship. However, our results reveled that although there exists the co-integration between the variable, one might not granger causes another .VAR model is also used to measure the proportion of effects. These findings will help the derivative market and arbitragers in developing the strategies to gain the maximum profit in the financial market.
