Catalytic direct synthesis of hydrogen peroxide in a novel microstructured reactor

The direct synthesis from hydrogen and oxygen is a green alternative for production of hydrogen peroxide. However, this process suffers from two challenges. Firstly, mixtures of hydrogen and oxygen are explosive over a wide range of concentrations (4-94% H2 in O2). Secondly, the catalytic reaction of hydrogen and oxygen involves several reaction pathways, many of them resulting in water production and therfore decreasing selectivity. The present work deals with these two challenges. The safety problem was dealed by employing a novel microstructured reactor. Selectivity of the reaction was highly improved by development a set of new catalysts. The final goal was to develop an effective and safe continuous process for direct synthesis of hydrogen peroxide from H2 and O2. Activated carbon cloth and Sibunit were examined as the catalysts’ supports. Palladium and gold monometallic and palladium-gold bimetallic catalysts were thoroughly investigated by numerous kinetic experiments performed in a tailored batch reactor and several catalyst charachterization methods. A complete set of data for direct synthesis of H2O2 and its catalytic decomposition and hydrogenation was obtained. These data were used to assess factors influencing selectivity and activity of the catalysts in direct synthesis of H2O2 as well as its decomposition and hydrogenation. A novel microstructured reactor was developed based on hydrodynamics and mass transfer studies in prototype microstractural plates. The shape and the size of the structural elements in the microreactor plate were optimized in a way to get high gas-liquid interfacial area and gas-liquid mass transfer. Finally, empirical correlations for the volumetric mass transfer coefficient were derived. A bench-scale continuous process was developed by using the novel microstructral plate reactor. A series of kinetic experiments were performed to investigate the effects of the gas and the liquid feed rates and their ratio, the amount of the catalyst, the gas feed composition and pressure on the final rate of H2O2 production and selectivity.

Jätteiden lajittelun onnistuminen kansainvälisessä yliopistossa

Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on selvittää yliopiston jätteiden lajittelun onnistumista. Kandidaatintyössä pyritään selvittämään miten jätehuollon järjestämisellä ja tiedotuksella lajittelu saadaan onnistumaan kansainvälisessä ympäristössä. Kandidaatintyössä tarkastellaan ensisijaisesti Lappeenrannan teknillisen yliopiston jätteiden lajittelun käytännöllisyyttä yliopiston näkökulmasta.

Promoting Cleantech in Emerging Markets: Business Model for Waste Pre-treatment Equipment in China

Waste incineration is becoming increasingly widespread method of waste disposal in China. Incineration plants mostly use grate and circular fluidized bed (CFB) technology. Waste combustion in cement production is also beginning to gradually increase. However, Chinese waste composition is causing problems for the energy utilization. Mechanical waste pre-treatment optimizes the combustion process and facilitates the energy recovery. The objective of this study is to identify how Western waste pre-treatment manufacturer could operate in Chinese markets. Chinese waste management industry is reviewed via PESTEL analysis. The current state and future predictions of grate and CFB incineration as well as cement manufacturing are monitored. Grate combustion, which requires lesser waste pre-treatment, is becoming more common at the expense of CFB incineration in China. The most promising future for waste treatment is in cement production industry. Waste treatment equipment manufacturer should try to create pilot projects with biggest cement producers with a view of growing co-operation in the future.

Teollinen internet uuden liiketoiminnan katalysaattorina

TIIVISTELMÄ Lappeenrannan teknillinen yliopisto Teknistaloudellinen tiedekunta Tuotantotalouden koulutusohjelma Seppo Kuittinen Teollinen Internet uuden liiketoiminnan katalysaattorina Case CGI Diplomityö 2015 78 sivua, 33 kuvaa, 1 taulukko, 1 liite Työn tarkastajat: Professori Timo Pihkala Tutkijatohtori Marita Rautiainen Hakusanat: teollinen internet, IoT, kehittynyt analytiikka, sensorit Keywords: Industrial internet, IoT, advanced analytics, sencors Tämän työn tarkoituksena on tutkia asiakaskyselyn avulla luoko teollinen internet case yritykselle uutta ohjelmisto- tai palveluliiketoimintaa. Case yritys valitsi omasta asiakaskunnastaan 15 kohdeasiakasta, joille kysely lähetettiin. Vastauksista käy ilmi, että asiakaskunnassa on näkemys siitä, mitä teollinen internet on. Nykyisten ratkaisujen ei nähdä ratkaisevan kaikkia teollisen internetin mukanaan tuomia ongelmia. Ongelmaksi koetaan sensoridatan analysointi, jonka ei vielä katsota olevan riittävän kehittynyttä ja luotettavaa. Kyselystä voidaan päätellä, ettei mitään räjähtävää kasvua ole odotettavissa lähiaikoina. Teollinen internet tulee olemaan osa yritysten liiketoimintaa, mutta sen käyttö laajenee pikkuhiljaa.

Genesis and Evolution of Brittle Structures In Southwestern Finland and Western South Africa. Insights into Fault Reactivation, Fluid Flow and Structural Maturity in Precambrian Cratons

The bedrock of old crystalline cratons is characteristically saturated with brittle structures formed during successive superimposed episodes of deformation and under varying stress regimes. As a result, the crust effectively deforms through the reactivation of pre-existing structures rather than by through the activation, or generation, of new ones, and is said to be in a state of 'structural maturity'. By combining data from Olkiluoto Island, southwestern Finland, which has been investigated as the potential site of a deep geological repository for high-level nuclear waste, with observations from southern Sweden, it can be concluded that the southern part of the Svecofennian shield had already attained structural maturity during the Mesoproterozoic era. This indicates that the phase of activation of the crust, i.e. the time interval during which new fractures were generated, was brief in comparison to the subsequent reactivation phase. Structural maturity of the bedrock was also attained relatively rapidly in Namaqualand, western South Africa, after the formation of first brittle structures during Neoproterozoic time. Subsequent brittle deformation in Namaqualand was controlled by the reactivation of pre-existing strike-slip faults.In such settings, seismic events are likely to occur through reactivation of pre-existing zones that are favourably oriented with respect to prevailing stresses. In Namaqualand, this is shown for present day seismicity by slip tendency analysis, and at Olkiluoto, for a Neoproterozoic earthquake reactivating a Mesoproterozoic fault. By combining detailed field observations with the results of paleostress inversions and relative and absolute time constraints, seven distinctm superimposed paleostress regimes have been recognized in the Olkiluoto region. From oldest to youngest these are: (1) NW-SE to NNW-SSE transpression, which prevailed soon after 1.75 Ga, when the crust had sufficiently cooled down to allow brittle deformation to occur. During this phase conjugate NNW-SSE and NE-SW striking strike-slip faults were active simultaneous with reactivation of SE-dipping low-angle shear zones and foliation planes. This was followed by (2) N-S to NE-SW transpression, which caused partial reactivation of structures formed in the first event; (3) NW-SE extension during the Gothian orogeny and at the time of rapakivi magmatism and intrusion of diabase dikes; (4) NE-SW transtension that occurred between 1.60 and 1.30 Ga and which also formed the NW-SE-trending Satakunta graben located some 20 km north of Olkiluoto. Greisen-type veins also formed during this phase. (5) NE-SW compression that postdates both the formation of the 1.56 Ga rapakivi granites and 1.27 Ga olivine diabases of the region; (6) E-W transpression during the early stages of the Mesoproterozoic Sveconorwegian orogeny and which also predated (7) almost coaxial E-W extension attributed to the collapse of the Sveconorwegian orogeny. The kinematic analysis of fracture systems in crystalline bedrock also provides a robust framework for evaluating fluid-rock interaction in the brittle regime; this is essential in assessment of bedrock integrity for numerous geo-engineering applications, including groundwater management, transient or permanent CO2 storage and site investigations for permanent waste disposal. Investigations at Olkiluoto revealed that fluid flow along fractures is coupled with low normal tractions due to in-situ stresses and thus deviates from the generally accepted critically stressed fracture concept, where fluid flow is concentrated on fractures on the verge of failure. The difference is linked to the shallow conditions of Olkiluoto - due to the low differential stresses inherent at shallow depths, fracture activation and fluid flow is controlled by dilation due to low normal tractions. At deeper settings, however, fluid flow is controlled by fracture criticality caused by large differential stress, which drives shear deformation instead of dilation.

Bacterial community structure and petroleum hydrocarbon degradation in the Baltic Sea

The Baltic Sea is unique by its biological, geochemical and physical features. The number of species of larger organisms is small and the species composition is distinctive. On the contrary microbial communities are diverse. Because of the low salinity levels, bacterial communities differ from the ones in the oceans. Knowing the structure of these communities better and how they response to different environmental conditions helps us to estimate how different factors affect the balance and function of the Baltic Sea ecosystem. Bacteria are the key players when it comes to natural biogeochemical processes and human-induced phenomena like eutrophication, oil spills or disposal of other harmful substances to the sea ecosystem. In this thesis, bacterial community structure in the sea surface microlayer and subsurface water of the Archipelago Sea were compared. In addition, the effect of diatom derived polyunsaturated aldehydes on bacterial community structure was studied by a mesocosm experiment. Diesel, crude oil and polycyclic aromatic hydrocarbon degradation capacity of the Baltic Sea bacteria was studied in smaller scale microcosm experiments. In diesel oil experiments bacteria from water phase of the Archipelago Sea was studied. Sediment and iron manganese concretions collected from the Gulf of Finland were used in the crude oil and polycyclic aromatic hydrocarbon experiments. The amount of polycyclic aromatic hydrocarbon degradation genes was measured in all of the oil degradation experiments. The results show how differences in bacterial community structure can be seen in the sea surface when compared to the subsurface waters. The mesocosm experiment demonstrated how diatom-bacteria interactions depend on other factors than diatom derived polyunsaturated aldehydes, which do not seem to have an effect on the bacterial community structure as has been suggested in earlier studies. The dominant bacterial groups in the diesel microcosms differed in samples taken from a pristine site when compared to a site with previous oil exposure in the Archipelago Sea area. Results of the study with sediment and iron-manganese concretions indicate that there are diverse bacterial communities, typical to each bottom type, inhabiting the bottoms of the Gulf of Finland capable to degrade oil and polycyclic aromatic hydrocarbon compounds.  

Suljetun jätetäytön kaatopaikkavesien käsittelyvaihtoehtojen vertailu

Hajoaminen kaatopaikalla tapahtuu fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten prosessien avulla. Nämä prosessit voivat kestää vuosista jopa vuosikymmeniin. Näiden prosessien kehittymistä ajan saatossa kuvataan jätetäytön eri hajoamisvaiheiden avulla. Kaatopaikan eri toiminnoista syntyvät vesivirrat ovat laadultaan ja määrältään hyvin erilaisia. Suotovesi syntyy jätetäytön läpi suotautuvasta vedestä ja on yleisesti ottaen suurin kaatopaikkavesien kuormituksen aiheuttaja. Suotoveden sisältämien pitoisuuksien tiedetään laskevan kun jätteen loppusijoitus on lopetettu ja kun jätetäyttö on suljettu pintarakentein. Mitä pidemmälle jätetäytön hajoaminen on edennyt, sitä pienemmät suotoveden pitoisuudet ovat. Hyvä käytäntö on erottaa erityyppiset kaatopaikkavedet toisistaan ja käsitellä ne niiden vaatimalla tavalla. Diplomityön tarkoitus on löytää ympäristöystävällisin ja taloudellisin keino suljetun jätetäytön suotovesien sekä muiden vähintään yhtä laimeiden kaatopaikkavesien käsittelemiseksi. Vertailtavia käsittelymenetelmiä ovat kunnallisella jätevedenpuhdistamolla ja juurakkopuhdistamolla käsittely. Työn tulos on, että eri tyyppisillä juurakkopuhdistamoilla voidaan tehokkaasti käsitellä kaatopaikkavesiä. Empiirisen osan tarkastelu osoittaa, että hyvin pienien haitta-aine- ja ravinnepitoisuuksien käsittelyssä juurakkopuhdistamo on ympäristöystävällisempi sekä taloudellisempi kunnalliseen jätevedenpuhdistamoon verrattuna.

Kiinteistön välillinen omistaminen konsernirakenteessa kiinteistöstä saatavan tulon tuloverotuksen näkökulmasta

Pro gradu –tutkielman ensisijaisena tavoitteena on selvittää miksi kiinteistön omista-minen on perusteltua järjestää konsernissa kiinteistöyhtiön välityksellä. Tutkielman aiheen käsittely on rajattu koskemaan vain kotimaista lainsäädäntöä. Tutkimuson-gelman perusteella tutkielmassa keskitytään tarkastelemaan emoyhtiön näkökulmas-ta siihen kohdistuvia tuloverovaikutuksia, kun se omistaa kiinteistöyhtiön. Tutkielmas-sa on tutkimusmetodina sovellettu lainoppia ja tutkimus kuuluu vero-oikeuden alaan. Koska vero-oikeutta tulkitaan lain sanamuodon mukaisesti, tutkimuksessa annetaan runsaasti painoarvoa voimassa olevalle lainsäädännölle. Kuitenkin tulkinnanvaraisis-sa kysymyksissä tutkielmassa on myös hyödynnetty korkeimman hallinto-oikeuden ratkaisukäytäntöä sekä vero-oikeudellista kirjallisuutta. Tutkielmassa selvitettyjen seikkojen perusteella voidaan todeta, että yksiselitteisen tulkintasuosituksen antaminen tutkimusongelman ratkaisemiseksi on haastavaa, kos-ka jokaisen yrityksen tarpeet kiinteistön omistamiseen vaihtelevat liiketoiminnan olo-suhteiden mukaisesti. Toisaalta konsernirakenteen synnyttämistä emoyhtiön ja kiin-teistöyhtiön välille voidaan perustella esimerkiksi osinkotulon verotehokkaalla kana-voimiselle kiinteistöyhtiön tasolta emoyhtiölle sekä konsernin efektiivisen veroasteen pienentämisellä konserniyhtiöiden välisen lainan avulla. Lisäksi kiinteistöyhtiön luovu-tustilanteessa verotuksen tulolähdejaon merkitys korostuu, kun ratkaistaan voidaanko myyntiin soveltaa elinkeinoverolain mukaista käyttöomaisuusosakkeiden luovutuksen verovapaussäännöksiä, ja toisaalta, miten mahdollisia kiinteistöyhtiön myynnistä johtuvia luovutustappioita käsitellään emoyhtiön tuloverotuksen näkökulmasta.

"Rakkaat poikaiset!". Simon ja Wilhelmina Janssonin perhekirjeet egodokumentteina (1858-1887)

Kustavilainen talonpoikaislaivuri Simon Jansson ja hänen vaimonsa Wilhelmina o.s. Widbom kävivät kolmenkymmenen vuoden ajan kirjeenvaihtoa kouluun ja yliopistoon lähetettyjen poikiensa Waldemar, Evald ja Emil Jahnssonin kanssa. Lähes 150 suomen- ja ruotsinkielistä kirjettä on säilynyt Suomalaisen Kirjallisuuden Seuran kirjallisuusarkistossa ja Turun maakunta-arkistossa. Lähiluvun kautta kirjeistä muodostuu yksityiskohtainen lähde saaristolaisperheen elämäntapaan, arkeen ja työhön sekä saaristoyhteisön sosiaalisen kanssakäymisen muotoihin. Ne kertovat myös ensimmäisen polven oppisivistyneistön synnystä ja niistä resursseista, joita hyödyntäen koulua käymättömät vanhemmat saattoivat kouluttaa lapsensa. Tutkimus liittyy suomalaisten 1800-luvun itseoppineiden kirjoittajien tekstien ja maaseudun kirjallistumisen tutkimukseen. Keskeinen käsite on egodokumentti, jolla tarkoitetaan kirjeitä ja muita tekstejä, joissa kirjoittaja kertoo itse omasta elämästään. Hollantilainen ja ranskalainen egodokumenttien tutkimus on pyrkinyt haastamaan uudenlaisten lähdeaineistojen kautta käsityksiä menneisyydestä sekä nostamaan esiin muun muassa yksilöllisen kokemuksen, kirjoittamisen kulttuurin ja dokumenttien materiaalisuuden. Janssonin perheen kirjeet poikkeavat monin tavoin 1800-luvun säätyläisten kirjeistä. Niiden funktio oli hyvin käytännöllinen ja arkinen, mutta ne olivat myös vanhempien keino tukea perheen yhteistä sosiaalisen nousun projektia. Kustavia koskevan tiheän uutisoinnin kautta ne pyrkivät pitämään kaupunkilaistuvat pojat osana vanhaa yhteisöään. Perheen isä vastasi suurelta osin kirjeenvaihdosta ja siihen liittyvästä huolenpidosta, mikä kertoo sukupuolittuneen työnjaon joustavuudesta saaristossa. Tutkimus osoittaa, ettei isän ammattiin perustuva yliopisto-opiskelijoiden tutkimus ole tavoittanut sitä naisten kautta välittyvää sosiaalista ja kulttuurista pääomaa, joka saattoi olla ratkaiseva perheiden kouluttaessa lapsiaan. Kirjeiden analyysi tarkentaa kuvaa perinteisen talonpoikaispurjehduksen sopeutumisesta vuosisadan loppupuolen uudistuksiin.

Optimal processing chain for waste power plant

This study is done to examine waste power plant’s optimal processing chain and it is important to consider from several points of view on why one option is better than the other. This is to insure that the right decision is made. Incineration of waste has devel-oped to be one decent option for waste disposal. There are several legislation matters and technical options to consider when starting up a waste power plant. From the tech-niques pretreatment, burner and flue gas cleaning are the biggest ones to consider. The treatment of incineration residues is important since it can be very harmful for the envi-ronment. The actual energy production from waste is not highly efficient and there are several harmful compounds emitted. Recycling of waste before incineration is not very typical and there are not many recycling options for materials that cannot be easily re-cycled to same product. Life cycle assessment is a good option for studying the envi-ronmental effect of the system. It has four phases that are part of the iterative study process. In this study the case environment is a waste power plant. The modeling of the plant is done with GaBi 6 software and the scope is from gate-to-grave. There are three different scenarios, from which the first and second are compared to each other to reach conclusions. Zero scenario is part of the study to demonstrate situation without the power plant. The power plant in this study is recycling some materials in scenario one and in scenario two even more materials and utilize the bottom ash more ways than one. The model has the substitutive processes for the materials when they are not recycled in the plant. The global warming potential results show that scenario one is the best option. The variable costs that have been considered tell the same result. The conclusion is that the waste power plant should not recycle more and utilize bottom ash in a number of ways. The area is not ready for that kind of utilization and production from recycled materials.

Yritysten kuljetusvirrat ja varastointi Pohjois-Euroopassa

Tämän työn tavoitteena on luoda kuva yritysten kuljetusvirroista ja varastointiratkaisuista Pohjois-Euroopassa. Päätutkimusmenetelmänä käytettiin verkkopohjaista kyselyä, jolla pyrittiin keräämään tietoa Suomen, Ruotsin ja Viron suurimpien yritysten logistisista ratkaisuista. Kyselytutkimus toteutettiin yhteistyössä Tallinnan teknillisen yliopiston sekä Jönköpingin yliopiston kanssa. Toimivat kuljetusjärjestelmät ovat nykyään elintärkeitä, sillä ne luovat edellytykset talouden kasvulle ja hyvinvoinnin lisääntymiselle. Myös akateemisessa tutkimuksessa on havaittu, että yritysten todellisista toiminnoista ja luvuista tulisi saada lisää tietoa. Tässä työssä kerättiin ja analysoitiin tietoa yritysten kuljetusyksiköistä, kuljetusmuodoista, kuljetuskustannuksista, kuljetusvirroista eri maiden välillä, varastointiratkaisuista sekä kabotaasikuljetusten ja rikkidirektiivin vaikutuksista. Kirjallisuus- ja kyselytutkimuksen perusteella puoliperävaunu ja kumipyöräkuljetukset ovat Pohjois-Euroopan suosituimmat kuljetuskeinot. Kyselytulosten mukaan varsinkaan suomalaiset yritykset eivät juuri käytä rautatiekuljetuksia, eikä rautatieyhteyttä pidetty tärkeänä varastojen sijainnista päätettäessä. Kuljetusvirrat Kiinan ja Euroopan välillä suuntautuvat Kiinasta Eurooppaan päin. Kiinasta tuleva kuljetusvirta tulee todennäköisesti pysymään vahvana myös tulevaisuudessa. Venäjän ja Euroopan väliset kuljetusvirrat suuntautuvat kyselytulosten perusteella Euroopasta Venäjälle päin. Pohjois-Euroopassa yrityksillä on käytössä pieniä ja keskikokoisia varastoja sekä suurempia jakelukeskuksia. Tulevaisuudessa varastot vaikuttaisivat keskittyvän hieman suuremmiksi yksiköiksi. Kyselytutkimuksen mukaan kabotaasikuljetukset ovat laskeneet ainakin joidenkin yritysten maantiekuljetusten kustannuksia. Rikkidirektiivin puolestaan odotetaan nostavan merikuljetusten hintoja sekä yritysten kuljetuskustannuksia huomattavasti.

Prerequisites for commercialization of tube granulator for fly ash

A large amount of fly ash is produced in power plants and a big fraction of it ends up as waste to landfills. Disposal of fly ash to landfills is expensive for power plants due to for example waste taxation. However fly ash can utilized in different applications. Possibility of utilizing fly ash can be increased by granulation which also removes the dustiness problems of ash. This Thesis deals with the prerequisites for commercialization of a new granulation technique, tube granulation. Tube granulation technique utilizes water, calcium oxide in fly ash plus carbon dioxide and heat from flue gas. This Thesis determines the necessary auxiliary equipment for tube granulation, approaches for process dimensioning and implementation of the granulation process into a continuous power plant process. In addition, the economic benefits of tube granulation are examined from the user’s perspective. A continuous tube granulation process requires the following auxiliary systems to function: ash system, water feed system and flue gas system. Implementation of tube granulation system into a power plant process depends on the specific power plant but a general principle is that fly ash should be obtained to the granulator as fresh as possible and flue gas should be taken from the pressure side of a flue gas fan. Dimensioning of the process can be examined for example in terms of degree of filling and residence time in the granulator or in terms of granule drying. Determining the optimal dimensioning parameters requires pilot tests with the granulator.

Operatiivinen säteilysuojelu Posivan kapselointi- ja loppusijoituslaitoksella

Olkiluodon ja Loviisan ydinvoimalaitoksilla syntyvä käytetty ydinpolttoaine tullaan kapseloimaan ja loppusijoittamaan Posiva Oy:n kapselointi- ja loppusijoituslaitoksella, joka rakennetaan Olkiluotoon. Käytetyn polttoaineen käsittelyssä on huomioitava säteilytyöhön liittyviä säteilysuojelunäkökohtia. Kapseloinnissa ja loppusijoituksessa käsitellään vaarallisia säteilylähteitä, joista merkittävimmät ovat käytetty ydinpolttoaine ja täyden loppusijoituskapselin röntgentarkastuslaitteisto. Posivan laitosten käyttötoiminnalle muodostetaan tässä diplomityössä säteilysuojelun vaatimusmäärittely. Kapseloinnin ja loppusijoituksen säteilytyövaiheet käsitellään yksitellen säteilysuojelun näkökulmasta. Työvaiheille määritetään tarpeelliset säteilysuojelutoimenpiteet ja työvaiheiden suorittamisen säteilysuojeluvaatimukset. Molempien laitosten valvonta-aluejärjestelyjä ja säteilyolosuhteiden vyöhykejakoa tarkennetaan. Työssä määritetään vyöhyke- ja aluerajoilla vaadittavat säteilysuojelutoiminnot sekä kontaminaationhallinnan laatuvaatimukset. Työssä käsitellään myös operatiivisen säteilysuojelun toimenpiteiden laatuvaatimuksia ja tarvittavaa säteilysuojelun sisäistä ohjeistoa. Työn tuloksena on kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen käyttötoiminnan operatiivisten säteilysuojelutoimenpiteiden kuvaus. Kapselointi- ja loppusijoituslaitosten säteilysuojelua toteutetaan käyttövaiheen työnsuunnittelulla, operatiivisilla säteilysuojelutoimilla ja rakenteellisin keinoin. Työntekijöiden säteilyannokset minimoidaan välttämällä oleskelua kohonneen säteilytason alueilla. Kapselin röntgentarkastuslaitteiston käytön säteilyturvallisuus on varmistettava ja laitosten käyttötoiminta ei saa aiheuttaa työntekijöille sisäistä säteilyannosta. Useista työvaiheista ja käyttötoiminnan poikkeustilanteista on tehtävä jatkoanalyyseja työntekijöiden säteilysuojelun näkökulmasta.

Effect of Material Recycling on the Feasibility of Solid Recovered Fuel Fired Power Plant

This master’s thesis examines the effects of increased material recycling on different waste-to-energy concepts. With background study and a developed techno-economic computational method the feasibility of chosen scenarios with different combinations of mechanical treatment and waste firing technologies can be evaluated. The background study covers the waste scene of Finland, and potential market areas Poland and France. Calculated cases concentrate on municipal solid waste treatment in the Finnish operational environment. The chosen methodology to approach the objectives is techno-economic feasibility assessment. It combines calculation methods of literature and practical engineering to define the material and energy balances in chosen scenarios. The calculation results together with other operational and financial data can be concluded to net present values compared between the scenarios. For the comparison, four scenarios, most vital and alternative between each other, are established. The baseline scenario is grate firing of source separated mixed municipal solid waste. Second scenario is fluidized bed combustion of solid recovered fuel produced in mechanical treatment process with metal separation. Third scenario combines a biomaterial separation process to the solid recovered fuels preparation and in the last scenario plastics are separated in addition to the previous operations. The results indicated that the mechanical treatment scenarios still need to overcome some problems to become feasible. Problems are related to profitability, residue disposal and technical reliability. Many uncertainties are also related to the data gathered over waste characteristics, technical performance and markets. With legislative support and development of further processing technologies and markets of the recycled materials the scenarios with biomaterial and plastic separation may operate feasibly in the future.

Kaupallisen sekajätteen mekaaniset käsittelyprosessit ja laitos investoinnin kannattavuus

Työn tavoitteena oli tutkia mekaanisia käsittelylaitteita ja -prosesseja kaupalliselle sekajätteelle ja selvittää mahdollisen laitoshankkeen kannattavuutta case-yritykselle. Jätehuollon yritykset ovat jatkuvan muutoksen alla kasvavien keräys- ja käsittelykustannusten takia, joka vaatii säästöjen etsimistä. Sekajäte sisältää arvokkaita kierrätysraaka-aineita ja näiden erottelu voisi luoda lisäarvoa alentuneina hävityskustannuksina ja lisääntyneinä myyntituottoina. Työssä selvitettiin kaupallisen sekajätteen koostumusta lajittelukokeen ja muiden sekajätetutkimusten avulla. Mekaanisia käsittelylaitteita tutkittiin kirjallisuuden ja case-esimerkkien kautta. Laitoshakkeen kannattavuutta arvioitiin taulukkolaskentamallin avulla. Laitosvaihtoehtoja tarkasteltiin 10-30 tuhannen tonnin kapasiteetin välillä. Laskelmien ja kirjallisuustutkimuksen pohjalta kannattavimpana vaihtoehtona nähtiin SRF kierrätyspolttoainetta valmistava laitos. Kirjallisuustutkimuksen ja case-laitosten pohjalta luotiin kaksi investointiskenaariota, joille laskettiin taulukkolaskentamallin avulla yksikkökustannukset, nettonykyarvot ja sisäiset korot. Kustannusaineisto oli peräisin case-yritykseltä ja muista laitostutkimuksista. Kannattavuuslaskelmien mukaan skenaario 2, jossa SRF-tuotannon lisäksi eroteltaisiin sekalaisia muoveja, on kannattavampi. Skenaarioiden 1 ja 2 kriittiset pisteet olivat noin 15,3 ja 13,6 tuhatta tonnia vuodessa. Kumpikaan skenaarioista ei kuitenkaan ole kannattava case-yrityksen omilla vuotuisilla kuormilla (10 000 tonnia). Lisää käsiteltävää jätettä tulisi hankkia ulkopuolisilta yrityksiltä taloudellisesti edullisen vaakamaksun avulla. Skenaarion 2 ongelmaksi kuitenkin muodostuu sekalaisten muovien poistuminen SRF:n komponenttina, mikä vaikuttaa SRF:n markkinoitavuuteen tehollisen lämpöarvon alenemisen takia.