Aktiivihiilessä etenevän adsorptiorintaman mittaaminen puolijohdekaasuantureiden avulla

Tässä diplomityössä tutkitaan aktiivihiilielementissä etenevän kaasun adsorptiorintaman mittaamista puolijohdekaasuantureiden avulla. Työn teoriaosuudessa on tutustuttu aktiivihiilen suodattaviin ominaisuuksiin, valmistusprosessiin ja aktiivihiilen raaka-aineen valintaan. Teoreettisen tarkastelun perusteella työssä on laboratorio-olosuhteissa tutkittu lämmitettävien puolijohdekaasuanturien soveltuvuutta hiilessä etenevän adsorptiorintaman havaitsemiseen. Puolijohdekaasuantureille suoritetun herkkyystestauksen perusteella tutkittiin antureiden kykyä tunnistaa aktiivihiileen adsorboituneiden aineiden eteneminen hiilimateriaalissa. Suoritettujen mittausten perusteella todettiin puolijohdeantureiden soveltuvan hyvin aktiivihiilessä etenevän adsorptiorintaman havaitsemiseen. Antureiden selektiivisyydestä johtuen tutkittaessa useamman kaasun muodostaman adsorptiorintaman etenemistä hiilessä on käytettävä useita erityyppisiä puolijohdekaasuantureita.

Syttyminen ja palamisen eteneminen partikkelikerroksessa

Syttymistä ja palamisen etenemistä partikkelikerroksessa tutkitaan paloturvallisuuden parantamista sekä kiinteitä polttoaineita käyttävien polttolaitteiden toiminnan tuntemista ja kehittämistä varten. Tässä tutkimuksessa on tavoitteena kerätä yhteen syttymiseen ja liekkirintaman etenemiseen liittyviä kokeellisia ja teoreettisia tutkimustuloksia, jotka auttavat kiinteäkerrospoltto- ja -kaasutus-laitteiden kehittämisessä ja suunnittelussa. Työ on esitutkimus sitä seuraavalle kokeelliselle ja teoreettiselle osalle. Käsittelyssä keskitytään erityisesti puuperäisiin polttoaineisiin. Hiilidioksidipäästöjen vähentämistavoitteet sekä kiinteiden jätteiden energiakäytön lisääminen ja kaatopaikalle viennin vähentäminen aiheuttavat lähitulevaisuudessa kerrospolton lisääntymistä. Kuljetusmatkojen optimoinnin takia joudutaan rakentamaan melko pieniä polttolaitoksia, joissa kerrospolttotekniikka on edullisin vaihtoehto. Syttymispisteellä tarkoitetaan Semenovin määritelmän mukaan tilaa ja ajankohtaa, jolloin polttoaineen ja hapen reaktioissa muodostuva nettoenergia aikayksikössä on yhtäsuuri kuin ympäristöön siirtyvä nettoenergiavirta. Itsesyttyminen tarkoittaa syttymistä ympäristön lämpötilan tai paineen suurenemisen seurauksena. Pakotettu syttyminen tapahtuu, kun syttymispisteen läheisyydessä on esimerkiksi liekki tai hehkuva kiinteä kappale, joka aiheuttaa paikallisen syttymisen ja syttymisrintaman leviämisen muualle polttoaineeseen. Kokeellinen tutkimus on osoittanut tärkeimmiksi syttymiseen ja syttymisrintaman etenemiseen vaikuttaviksi tekijöiksi polttoaineen kosteuden, haihtuvien aineiden pitoisuuden ja lämpöarvon, partikkelikerroksen huokoisuuden, partikkelien koon ja muodon, polttoaineen pinnalle tulevan säteilylämpövirran tiheyden, kaasun virtausnopeuden kerroksessa, hapen osuuden ympäristössä sekä palamisilman esilämmityksen. Kosteuden lisääntyminen suurentaa syttymisenergiaa ja -lämpötilaa sekä pidentää syttymisaikaa. Mitä enemmän polttoaine sisältää haihtuvia aineita sitä pienemmässä lämpötilassa se syttyy. Syttyminen ja syttymisrintaman eteneminen ovat sitä nopeampia mitä suurempi on polttoaineen lämpöarvo. Kerroksen huokoisuuden kasvun on havaittu suurentavan palamisen etenemisnopeutta. Pienet partikkelit syttyvät yleensä nopeammin ja pienemmässä lämpötilassa kuin suuret. Syttymisrintaman eteneminen nopeutuu partikkelien pinta-ala - tilavuussuhteen kasvaessa. Säteilylämpövirran tiheys on useissa polttosovellutuksissa merkittävin lämmönsiirtotekijä, jonka kasvu luonnollisesti nopeuttaa syttymistä. Ilman ja palamiskaasujen virtausnopeus kerroksessa vaikuttaa konvektiiviseen lämmönsiirtoon ja hapen pitoisuuteen syttymisvyöhykkeellä. Ilmavirtaus voi jäähdyttää ja kuumankaasun virtaus lämmittää kerrosta. Hapen osuuden kasvaminen nopeuttaa syttymistä ja liekkirintaman etenemistä kunnes saavutetaan tila, jota suuremmilla virtauksilla ilma jäähdyttää ja laimentaa reaktiovyöhykettä. Palamisilman esilämmitys nopeuttaa syttymisrintaman etenemistä. Syttymistä ja liekkirintaman etenemistä kuvataan yleensä empiirisillä tai säilyvyysyhtälöihin perustuvilla malleilla. Empiiriset mallit perustuvat mittaustuloksista tehtyihin korrelaatioihin sekä joihinkin tunnettuihin fysikaalisiin lainalaisuuksiin. Säilyvyysyhtälöihin perustuvissa malleissa systeemille määritetään massan, energian, liikemäärän ja alkuaineiden säilymisyhtälöt, joiden nopeutta kuvaavien siirtoyhtälöiden muodostamiseen käytetään teoreettisella ja kokeellisella tutkimuksella saatuja yhtälöitä. Nämä mallinnusluokat ovat osittain päällekkäisiä. Pintojen syttymistä kuvataan usein säilyvyysyhtälöihin perustuvilla malleilla. Partikkelikerrosten mallinnuksessa tukeudutaan enimmäkseen empiirisiin yhtälöihin. Partikkelikerroksia kuvaavista malleista Xien ja Liangin hiilipartikkelikerroksen syttymiseen liittyvä tutkimus ja Gortin puun ja jätteen polttoon liittyvä reaktiorintaman etenemistutkimus ovat lähimpänä säilyvyysyhtälöihin perustuvaa mallintamista. Kaikissa malleissa joudutaan kuitenkin yksinkertaistamaan todellista tapausta esimerkiksi vähentämällä dimensioita, reaktioita ja yhdisteitä sekä eliminoimalla vähemmän merkittävät siirtomekanismit. Suoraan kerrospolttoa ja -kaasutusta palvelevia syttymisen ja palamisen etenemisen tutkimuksia on vähän. Muita tarkoituksia varten tehtyjen tutkimusten polttoaineet, kerrokset ja ympäristöolosuhteet poikkeavat yleensä selvästi polttolaitteiden vastaavista olosuhteista. Erikokoisten polttoainepartikkelien ja ominaisuuksiltaan erilaisten polttoaineiden seospolttoa ei ole tutkittu juuri ollenkaan. Polttoainepartikkelien muodon vaikutuksesta on vain vähän tutkimusta.Ilman kanavoitumisen vaikutuksista ei löytynyt tutkimuksia.

Aksiaaliturbiinin suunnittelu kokemusperäisillä häviökertoimilla

Tässä raportissa on esitettyaksiaalisen turbiinivaiheen suunnittelun perusperiaatteet perustuen ideaalikaasun paisuntaprosessin termodynamiikkaan yhdistettynä kokemusperäisiin häviökertoimiin. Häviökertoimien avulla voidaan arvioida turbiinin siivistössä syntyvien aerodynaamisten häviöiden suuruutta ja jakaantumista. Niiden määrittämiseksi on esitetty yhteenvetomaisesti kolme tunnettua ja kirjallisuudessa runsaasti siteerattua laskentamenetelmää. Esitettyjen laskentaperiaatteiden avulla voidaan arvioida annetuissa toimintaolosuhteissa tietyllä virtaus- ja siipigeometrialla rakennetun turbiinivaiheen teho, hyötysuhde ja paisuvan kaasun tila-arvot eri kohdissa turbiinia. Annetut yhtälöt ovat suhteellisen helposti ohjelmoitavissa tietokoneella ohjelmaksi, mikä käytännössä helpottaa huomattavasti esimerkiksi optimaalisen virtausgeometrian etsintää tai off-design analyysiä. Saadut tulokset eivät välttämättä ole absoluuttisen tarkkoja johtuen tehdyistä yksinkertaistuksista ja häviökertoimien epätarkkuuksista. Ne soveltuvat kuitenkin hyvin suuruusluokkatarkasteluun ja erilaisten ratkaisujen suhteellisten erojen arviointiin sekä lähtökohdaksi tarkempaan numeeriseen laskentaan (CFD). Työ liittyy LTKK:n Energiatekniikan osastolla tehtävään suurnopeustekniikan koelaitetutkimukseen. Työssä esitettyjä menetelmiä on hyödynnetty käänteisen Brayton-prosessin turbiinin rakenteellisessa esisuunnittelussa ja feasibility-selvityksessä. Lisäksi raportti on hyödyksi turbotekniikan opetusmateriaalina.

Improvement of pyrolysis oil quality by scrubbing

Diplomityössä tutkittiin kuuman pyrolyysihöyryn puhdistamista haisevista ja kevyistä haihtuvista yhdisteistä. Työn kirjallisuusosassa selvitettiin pyrolyysiöljyn kannattavuutta uusiutuvana energialähteenä. Lisäksi eri pesurityyppejä tarkasteltiin ja ja vertailtiin. Työn kokeellisessa osassa käytettiin kahta erilaista koelaitteistoa. Tuotteen talteenotossa vertailtiin reaktorilämpötilan ja raaka-aineen kosteuden vaikutusta pyrolyysisaantoihin. Komponenttien talteenotossa tutkittiin epästabiilien ja pistävän hajuisten yhdisteiden poistamista kuumasta pyrolyysihöyrystä. Raaka-aineena käytettiin kuusen metsätäh-dehaketta, joka sisältää runsaasti neulasia ja kaarnaa. Kokeet toteutettiin lämpötila-alueella 460 - 520 °C. Koelaitteistot koostuivat kaasun (N2) syöttöjärjestelmään kytketystä kuumasta ja kyl-mästä puolesta. Tuotteen talteenotossa kuuma pyrolyysihöyry jäähdytettiin ja otettiin talteen. Komponenttien talteenotossa tuote kerättiin suodattimelle ja metyleeniklo-ridiloukkuun. Tuotteiden koostumukset analysoitiin kaasukromatokrafilla. Korkeimmat orgaaniset saannot saatiin 480 °C reaktorilämpötilalla ja 8-9 p-% raaka-ainekosteudella. Pyrolyysiveden määrä putosi raaka-aineen kosteutta nostettaessa. Eri reaktorilämpötiloilla ja raaka-ainekosteuksilla ei ollut vaikutusta hiiltosaantoihin. Kaasusaannot (pääosin CO2, CO ja hiilivedyt) olivat noin 10 p-%. Komponenttien talteenotossa suodatin tukkeutui matalissa (< 250 °C) lämpötiloissa. Suodattimelle jäänyt materiaali oli pääosin neulasista ja kaarnasta peräisin olevia uuteaineita (pääosin hartsi- rasvahappoja) ja sokereita. Korkeimmissa lämpötiloissa (> 250 °C) uuteaineet läpäisivät suodattimen paremmin. 250 ja 300 °C:n lämpötiloissa suuri määrä lyhytketjuisia helposti haihtuvia epästabiileja ja haisevia yhdisteitä (ketoneja, furaani- ja furfuraalijohdannaisia jne.) jäi metyleenikloridi- ja metanoliloukkuihin.

Synteesikaasun liukoisuus ja aineensiirto fermentointiliuokseen

Työssä tutkittiin synteesikaasun komponenttien: hiilimonoksidin, vedyn ja hiilidioksidin liukoisuutta ja aineensiirtonopeutta fermentointiliuokseen. Kirjallisuusosassa käsitellään kaasujen liukoisuuksiin ja kaasu-nesteaineensiirtoon vaikuttavia tekijöitä ja esitellään korrelaatioita, jotka on kehitetty volumetrisen aineensiirtokertoimen ennustamiseen sekoitetussa fermentorissa. Kirjallisuus-osassa esitetään myös synteesikaasun komponenttien liukoisuudet veteen, etanoliin ja etikkahappoon 37 ºC lämpötilassa ja esitellään Flowbat-simulointiohjelman MHV2-mallin käyttöä kaasu-neste tasapainojen mallin-nuksessa. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin synteesikaasun komponenttien liukoisuuksia veteen ja kasvatusalustaan sekä kehitettiin mittausmenetelmä kaasu-neste tasapainojen mittaukseen. Tasapainomittauksissa tutkittiin etanolin ja etikkahapon konsentraatioiden vaikutusta synteesikaasun liukoisuuteen. Lisäksi mallinnettiin kaasu-neste tasapainoja monikomponenttisysteemeissä MHV2-mallin avulla. Kokeellisen osan aineensiirtomittauksissa tutkittiin sekoitusnopeuden ja kaasun volumetrisen syöttönopeuden vaikutusta hiilimonoksidin ja vedyn volumetriseen aineensiirtokertoimeen kLa kahden litran tilavuuksisessa laboratoriofermentorissa. Mittaustulosten perusteella kasvatusalustan komponentit vaikuttavat merkittävästi hiilidioksidin liukoisuuteen. Lisäys etanolin ja etikkahapon konsentraatioissa parantaa hiilimonoksidin liukoisuutta kasvatusalustaan. Kaasun volumetrinen syöttönopeus ja sekoitusnopeus vaikuttavat voimakkaasti volumetrisen aineensiirtokertoimen arvoon. Tutkitussa systeemissä korkein teoreettinen solutiheys, joka voitiin saavuttaa suurimmalla hiilimonoksidin aineensiirto-nopeudella, oli 3 g/L. Tämä on kaksinkertainen verrattuna aiemmissa VTT:n kokeissa saavutettuihin solutiheyksiin.

Kaasutuskaasun puhdistus

Tässä diplomityössä on selvitetty hiilestä, jätteestä tai biopolttoaineesta kaasutetun kaasun märkä- ja kuivapuhdistusta. Kaasutuskaasun puhdistuksella voidaan likainen ja jopa ongelmallinen aines muuttaa tai puhdistaa sellaiseksi ympäristökelpoiseksi polttoaineeksi, että sitä voidaan käyttää nykyisissä kulutuskohteissa ongelmitta. Lisäkannustusta kaasutuskaasun puhdistus saa uusista EU-direktiiveistä, jotka tulevat rajoittamaan jätteiden läjittämistä kaatopaikoille. Loppusijoitukseen meneviä jätevirtoja voidaan energiakäytöllä pienentää huomattavasti.Työ on tehty PVO-Engineering Oy:n voimalaitostekniikan osastolle kevään 2001 aikana. Työn tavoitteena oli kasvattaa yrityksen tietomäärää kaasutuskaasun puhdistuksen osalta. Lisäksi pyrittiin selvittämään uuden keraamisen pussisuodatinmateriaalin käyttöä kaasutuskaasun kuumakuivasuodatuksessa. Työn ensimmäisessä osassa esitetään kaasutuskaasun koostumuksen ja syntymisen lisäksi tämän työn lähtökohdat ja tavoitteet. Toisessa osassa selvitetään kaasulle asetettavia vaatimuksia eri käyttötapojen mukaan. Kolmannessa ja neljännessä osassa selvitetään puhdistettavien komponenttien käyttäytymistä ja sopivia puhdistusmenetelmiä.Kaasutuskaasun puhdistustekniikka vaihtelee paljonkin riippuen kaasun käyttökohteesta. Eroja syntyy käyttökohteen asetettamista vaatimuksista polttoaineelle, kaasutettavan polttoaineen koostumuksesta ja laadun vaihtelusta. Puhdistuksessa keskitytään kloori -, rikki -, typpi - ja metalliyhdisteiden poistamiseen kaasuvirrasta. Erotuskyvyllä arvioituna eri puhdistusmenetelmistä tehokkaimpia ovat pesurisähkösuodatinyhdistelmät. Niiden suuret jätemäärät ovat kuitenkin iso ongelma. Kuumakuivapuhdistuksessa pyritään kehittämään menetelmä, jossa syntyvät jätemäärät ovat pieniä ja puhdistustulos on riittävä. Puhdistuksen apukeinona käytetään usein erilaisia katalyyttejä. Tunnetuimpia ovat erilaiset kalsiumpohjaiset materiaalit ja mineraalit. Katalyyteillä voidaan tehostaa tarpeellisia kemiallisia reaktioita puhdistusprosessissa. Kaikki puhdistukseen liittyvät ongelmat ovat kooltaan niin suuria, että niiden ratkaisemiseksi on tulevaisuudessa tehtävä lujasti töitä. Markkinanäkymät toimivalle puhdistustekniikalle ovat nykymaailmassa hyvät. Niinpä tuotekehitykseen laitetut panokset voivat tulevaisuudessa olla yritykselle kullan arvoisia.

Transmission properties of high barrier coated paperboard packages

High barrier materiaaleilla pyritään pidentämään pakattujen elintarvikkeiden hyllyikää. Barrierin tärkein tehtävä on elintarvikkeen suojaaminen hapelta ja kosteudelta. Alumiinin käyttöä barriermateriaalina pyritään vähentämään korvaamalla alumiini polymeereillä, jotka täyttävät elintarvikkeiden asettamat korkeat säilyvyysvaatimukset. Etyylivinyylialkoholin (EVOH) hapenläpäisevyys on kuivissa olosuhteissa alhaisin kaupallisista muovilaaduista. EVOH tarjoaa myös erinomaisen suojan muita kaasuja, rasvoja, hajuja ja aromeja vastaan ja sitä on helppo prosessoida. Polyamideilla on erinomainen kaasutiiveys sekä hyvä lujuus ja sitkeys. Eri muovilaatuja sekoittamalla voidaan vähentää hapenläpäisyä ja parantaa prosessointia. Polyolefiineja käytetään yleisesti päällystysmateriaaleina, koska ne suojaavat tuotetta erinomaisesti kosteudelta. Hapenläpäisyllä tarkoitetaan hapen kulkeutumista materiaalin läpi joko permeaation kautta tai reikien ja vuotojen läpi. Kaasun permeoitumiseen materiaalin läpi vaikuttavat materiaalin vapaa tilavuus, kiteisyysaste, orientaatio, substituointi, suhteellinen kosteus, lämpötila, barrierkerroksen paksuus, paine-ero ja permeoituvan molekyylin ominaisuudet. Kokeellisessa osassa analysoitiin ja vertailtiin kartonkipohjaisia mehutölkkejä, joissa käytettävät high barrier materiaalit olivat EVOH ja PA. Kartonkipohjaisia alumiinitölkkejä käytettiin referenssinä. Pakkausten hapenläpäisevyysmittauksissa saatiin samasta näytteestä toistettavia tuloksia, vaikka vuotomittauksissa saadut tulokset eivät olleet vertailukelpoisia hapenläpäisytulosten kanssa. Tölkkien valmistus vaikutti oleellisesti pakkausten tiiveysominaisuuksiin. Hapenläpäisy vuotojen ja reikien läpi oli merkittävämpää kuin hapenläpäisy materiaalin läpi. Pakkausten tiiveysominaisuuksia analysoitiin mittaamalla appelsiinimehun askorbiini-happopitoisuus. Askorbiinihapon hajoaminen mitattiin koetölkkeihin pakatusta appelsiinimehusta, ja lämpötilan, valon ja hapen vaikutusta askorbiinihapon hajoamiseen tutkittiin 12 viikon ajan. Lämpötilalla oli suurin vaikutus askorbiinihapon hajoamiseen huolimatta käytetystä pakkausmateriaalista.

Voimalaitostutkimuksen teknologiastrategia

Tässä diplomityössä muodostettiin Lappeenrannan teknillisen korkeakoulun voimalaitostekniikan laboratorion tutkimustyötä palveleva teknologiastrategia. Teknologiastrategian muodostaminen aloitettiin tarkastelemalla energiateollisuuden trendejä ja kehitysnäkymiä sekä voimalaitosalan tutkimus- ja kehityspalveluiden tarpeita haastattelemalla energia-alalla toimivia yrityksiä. Tarkastelujakson jälkeen pidettiin strategiapalavereita laboratorion henkilökunnan kanssa. Palavereissa keskusteltiin energiateollisuuden trendeistä, laboratorion omista osaamisalueista sekä mahdollisista panosalueista, joihin strategiassa sitoudutaan panostamaan. Strategiassa keskeisimmiksi panosalueiksi valittiin kaukolämpöala sekä kaasunpolttotekniikan tutkiminen, joista varsinkin kaukolämpöalalla on jo saavutettu hyviä tuloksia. Kasvualueena kaasunpolttotekniikan tutkiminen on kuitenkin merkittävämpi tulevaisuuden kannalta, sillä kaasun käytön uskotaan jatkavan kasvuaan. Teknologiastrategian laatiminen koettiin henkilökunnan keskuudessa varsin hyödylliseksi, sillä nyt kaikki tutkimusryhmän jäsenet ovat paremmin perillä omista osaamisalueista, taloudellisesta tilanteesta sekä valituista kasvu- ja panosalueista. Rahoituspuolta tarkasteltaessa energia-alan yritysten haastattelut sekä vierailut olivat varsin hyödyllisiä, sillä nyt saatiin luotua muutama uusi yrityskontakti sekä parannettua suhteita moneen alalla varsin merkittävään yritykseen. Tulevaisuudessa uusia tutkimushankkeita käynnistettäessä otetaan varmasti voimalaitostekniikan laboratorio entistä paremmin huomioon. Myös laboratorion omia tutkimusprojekteja varten on todennäköisesti helpompi saada rahoitusta. Nyt aloitettu teknologiastrategian muodostaminen jatkuu vielä tämän diplomityön jälkeenkin, sillä strategia vaatii vähintäänkin vuotuista tarkistamista. Vuoden välein tulee strategiaan kirjata mahdolliset muutokset omista osaamisalueista, teollisuuden sidosryhmien tarpeista sekä energia-alalla vallitsevista trendeistä.

Hydrodynamics and Heat Transfer in an Airlift Reactor

Työn teoriaosassa esitetään kirjallisuudessa esiintyviä teoreettisia ja kokeellisia yhtälöitä nesteen nopeuden, kaasun tilavuusosuuden, painehäviön ja lämmönsiirron laskemiseksi. Lisäksi käsitellään airlift-reaktoreiden toimintaa, rakennetta ja teollisia sovelluksia, sekä sekoitusta ja geometrian vaikutusta airlift-reaktoreiden hydrodynaamisiin ominaisuuksiin. Kokeellisessa osassa kuvataan käytetty koelaitteisto ja mittausmenetelmät sekä esitetään saadut koetulokset. Koelaitteisto on viidellä nousuputkella varustettu ulkoisen kierron airlift-reaktori. Kokeellisessa osassa pyritään ratkaisemaan tällaisessa reaktorissa mahdollisesti esiintyviä ongelmia, kuten "slug flown" muodostuminen nousuputkissa sekä fluidien epätasainen jakautuminen nousuputkiin. Lisäksi tutkitaan erilaisten muuttujien, kuten kaasun tilavuusvirran, nesteen viskositeetin, suutinkoon ja nesteen jakoputken rakenteen, vaikutusta kaasun tilavuusosuuteen ja nesteen nopeuteen nousuputkissa. Nesteen nopeudet mitataan merkkiainemenetelmällä ja kaasun tilavuusosuudet manometrimenetelmällä. Lämmönsiirtoa tutkitaan mittaamalla lämpötilaeroja nousuputkissa NiCr-Ni –termoelementeillä. Mittaustulosten perusteella muokataan korrelaatiot kaasun tilavuusosuudelle ja nesteen tyhjäputkinopeudelle. Korrelaatioista lasketut tulokset sopivat kohtuullisen hyvin yhteen mitattujen tulosten kanssa. "Slug flown" ei todettu muodostuvan ongelmaksi 2.5 mPa s pienemmillä viskositeetin arvoilla 2 metriä pitkissä ja 19 mm halkaisijaltaan olevissa putkissa. Lisäksi todettiin, että kaasu- ja nestefaasien jakautumisongelmat voidaan ratkaista rakenteellisesti.

Biokaasun syöttö maakasuverkostoon

Biokaasua syntyy mm. kaatopaikoilla, jätevedenpuhdistamoilla ja biokaasureaktoreissa, kun bakteerit hajottavat orgaanista ainesta hapettomissa olosuhteissa. Biokaasun tärkein ainesosa on metaani, jota biokaasussa on tyypillisesti hieman yli puolet. Muu osa biokaasusta on pääosin hiilidioksidia, mutta se sisältää myös paljon erilaisia epäpuhtauksia, jotka vaikeuttavat biokaasun hyötykäyttöä. Suomeen tuotava maakaasu puolestaan on lähes puhdasta metaania. Tämä diplomityö suoritettiin Gasum Oy:lle ja sen tarkoituksena oli tutkia millaisia toimenpiteitä vaaditaan, jotta biokaasua voidaan syöttää Suomen maakaasuverkostoon. Työssä suoritettiin katsaus biokaasun puhdistus- ja jalostusmenetelmiin, joilla biokaasun sisältämät epäpuhtaudet poistetaan ja metaanipitoisuus nostetaan lähes maakaasun tasolle hiilidioksidia poistamalla. Lisäksi työssä simuloitiin biokaasun syöttöä maakaasuverkostoon eri koostumuksin ja maakaasuverkoston eri osista näin syntyvän seoskaasun ominaisuuksien määrittämiseksi simulointiohjelma Simonen avulla. Työssä myös etsittiin parasta keinoa jäljittää maakaasuverkoston kaasun laatua ja hallita energiatasetta, kun kaasun laatu ei enää ole kaikkialla sama. Lisäksi suoritettiin lyhyt katsaus biokaasusyötön vaikutuksista päästökauppaan ja maakaasuverkoston järjestelmävastaavan tehtävään. Työssä tultiin siihen tulokseen, että biokaasun syöttö maakaasuverkostoon on mahdollista vain, kun biokaasu puhdistetaan ja jalostetaan. Tällöin biokaasun ja maakaasun seos täyttää maakaasuverkoston kaasulle asetetut laatukriteerit, vaikka yksin biokaasu ei sitä tee. Parhaaksi keinoksi hallita maakaasun ja biokaasun laatua todettiin kaasukromatografien käyttö.

Status of biomass gasification

Kaasutuksen kannattavuus ja toteutustapa on ollut tarkea ja useiden tutkimuksien kohde. Biomassan kaasutuksen ja siina kaytettavien laitteiden nykytila on epavarma. Niinpa lisatutkimukselle ja tarkasteluille on edelleen tarvetta. Tama tyo keskittyy nykyisin kaytettavien kaasutusprosessien ja laitteiden tarkasteluun. Tyossa kaydaan lapi useita uusimpia kaasutusprojekteja ja esitetaan niista tutkimustarpeita. Lisaksi kaasutusprosessissa pitaa saada hallintaan niille tyypillisia ongelmia kuten kaasun puhdistus, kaasun kasittely, biomassan kasittely ja kaasuttimen muuraus, joista esitetaan lisatietoa. Edelleen esitetaan kaasutusprosessien taydellinen luokittelu. On huomattava etta biomassan kaasutusta tarvitaan jotta saadaan toteutettua EUn hahmotteleman ja saataman energiapolitiikan vaatima kasvu ja kehitys.

Coolant Flow and Heat Transfer in Pebble-Bed Reactor Core

This thesis gathers knowledge about ongoing high-temperature reactor projects around the world. Methods for calculating coolant flow and heat transfer inside a pebble-bed reactor core are also developed. The thesis begins with the introduction of high-temperature reactors including the current state of the technology. Process heat applications that could use the heat from a high-temperature reactor are also introduced. A suitable reactor design with data available in literature is selected for the calculation part of the thesis. Commercial computational fluid dynamics software Fluent is used for the calculations. The pebble-bed is approximated as a packed-bed, which causes sink terms to the momentum equations of the gas flowing through it. A position dependent value is used for the packing fraction. Two different models are used to calculate heat transfer. First a local thermal equilibrium is assumed between the gas and solid phases and a single energy equation is used. In the second approach, separate energy equations are used for the phases. Information about steady state flow behavior, pressure loss, and temperature distribution in the core is obtained as results of the calculations. The effect of inlet mass flow rate to pressure loss is also investigated. Data found in literature and the results correspond each other quite well, considered the amount of simplifications in the calculations. The models developed in this thesis can be used to solve coolant flow and heat transfer in a pebble-bed reactor, although additional development and model validation is needed for better accuracy and reliability.

Biopolttoaineilla toimiva Stirling-voimalaitos

Stirling-moottori on ns. kuumailma moottori, joka toimii kaasun lämpötilaeron avulla. Kuumailma moottorin erityispiirteitä on laitteen ulkopuolella tapahtuva palaminen, josta lämpö johdetaan moottorille. Yleensä polttoaineena on käytetty vähän likaavaa polttoainetta esim. maakaasua mutta fossiilisten polttoaineiden kallistumisen ja niistä aiheutuvien päästöjen vuoksi niiden korvaaminen biopolttoaineella on tullut ajankohtaiseksi aiheeksi. Biopolttoaineiden likaavuuden takia niillä ei kuitenkaan voida lämmittää Stirling-moottoria suoraan vaan tarvitaan ylimääräinen lämmönsiirrin. Tämä diplomityö suoritettiin Lappeenrannan teknilliselle yliopistolle ja sen tarkoituksena oli tutkia juuri tähän laitteistoon suunnitellun, Stirling-moottorin ja polttokammion välisen lämmönsiirtimen suoritusarvoja ja likaantumista. Lisäksi työssä tutkittiin lämmönsiirtimeltä Stirling-moottorille menevien ilmaputkien lämpöhäviöitä. Työssä tultiin siihen tulokseen, että tämän tyyppinen lämmönsiirrin on suoritusarvoiltaan keskiverto kaasu-kaasu lämmönsiirrintä parempi ja ei likaannu erityisen nopeasti. Lämpöhäviöt olivat toisaalta merkittävämmässä asemassa kuin likaantuminen. Suurista lämpötiloista johtuva eristeiden lämmöneristyskyvyn heikkeneminen tai lämmönsiirtimen vuoto aiheutti merkittäviä lämpöhäviöitä.

Tralia –transitoliikenteen lisäarvopalvelut

Venäjän taloudellisella kehityksellä on keskeinen merkitys Suomen transitoliikenteelle. Venäjän bruttokansantuote on kasvanut viimeiset kymmenen vuotta noin 5–10 % vuodessa. Venäjä onkin yksi maailman nopeimmin kehittyvistä talousalueista. Talouskasvua ovat tukeneet energiatuotteiden (erityisesti öljyn ja kaasun) korkeat maailmanmarkkinahinnat. Venäjän viennin vuotuinen arvo on lähes 4,5-kertaistunut 105 miljardista dollarista 472 miljardiin dollariin vuosien 2000–2008 aikana. Talouskasvun ja palkkatason nousun seurauksena venäläisten ostovoima ja kulutus ovat kasvaneet voimakkaasti. Kulutuksen kasvu on lisännyt erityisesti kestokulutustarvikkeiden, kuten henkilöautojen, kodinkoneiden ja elektroniikan maahantuontia. Venäjän tuonnin vuotuinen arvo on lähes 6,5-kertaistunut 45 miljardista dollarista 292 miljardiin dollariin vuosien 2000–2008 aikana. Venäjän talouden ennustetaan kasvavan myös tulevaisuudessa. Venäjän nopea kasvu on ollut erittäin myönteinen asia Suomen logistiikkaelinkeinolle. Erityisesti Suomen kautta tapahtuva, pääasiassa Venäjän ulkomaankauppaa palveleva, transito- eli kauttakulkuliikenne on viime vuosina kasvattanut merkitystään. Venäjän ulkomaankaupan kasvu on ollut niin voimakasta, ettei maan logistista infrastruktuuria ole kyetty kehittämään ulkomaankaupan kasvua vastaavaksi. Tämän vuoksi Venäjä joutuu kuljettamaan ulkomaankaupan tavaravolyymeja omien satamiensa ohella myös muita kuljetusreittejä pitkin. Suomen vuotuiset transitovolyymit ovat yli 2,5-kertaistuneet 3,4 miljoonasta tonnista 8,4 miljoonaan tonniin vuosien 2000 ja 2008 välisenä aikana. Suomen transitovolyymit jakautuvat jokseenkin tasan Suomen kautta itään ja Suomen kautta länteen suuntautuvan liikenteen kesken. Suomen kauttakulkuliikenteestä saamat tuotot olivat vuonna 2007 yhteensä noin 380 miljoonaa euroa ja kustannukset vastaavasti noin 30 miljoonaa euroa. Tuottojen lisäksi transitoliikenne luo työpaikkoja Suomeen. Kauttakulkuliikenteen suora työllistävä vaikutus oli vuonna 2007 noin 3 000 henkilötyövuotta. Suomen kauttakulkureitistä, joka kulkee pääasiassa Kotkan, Haminan, Hangon, Turun ja Helsingin satamien kautta maanteitse itään, on muodostunut pääreitti arvokkaiden tavaroiden kuljetuksissa Euroopan unionin alueilta Venäjälle. Venäjän ulkomaankaupan tuonnin arvosta yli 15 % (noin 39 miljardia euroa, josta transiton osuus noin 31 mrd. euroa ja Suomen viennin osuus noin 8 mrd. euroa) kuljetetaan Suomen kautta Venäjälle. Arvotavarakuljetukset sisältävät etupäässä henkilöautoja, sähkö- ja elektroniikkatuotteita sekä muita koneita ja laitteita. Viime vuosina erityisesti henkilöautokuljetukset Suomen kautta Venäjälle ovat lisääntyneet voimakkaasti. Vuonna 2008 Suomen kautta itään vietiin noin 785 000 henkilöautoa. Suomen kautta länteen kuljetetaan lähinnä jalostusarvoltaan alhaisia tuotteita, etupäässä malmeja ja rikasteita sekä kemikaaleja. Suomen kanssa Venäjän ulkomaankaupan kuljetuksista kilpailevat pääasiassa Venäjän ja Baltian Itämerellä sijaitsevat satamat sekä Saksan ja Puolan kautta kulkeva maakuljetusreitti. Kuljetusreittien kilpailussa painottuvat turvallisuus, luotettavuus, kuljetusaika, ennustettavuus, varastointimahdollisuudet ja lisäarvopalvelut. Näiden tekijöiden perusteella tavarantoimittajat ja tavarantilaajat valitsevat omaan toimintaansa parhaiten sopivan kuljetusreitin ja toimitusketjun. Tulevaisuudessa erityisesti lisäarvopalvelujen uskotaan kasvattavan merkitystään kuljetusreitin valinnassa. Lisäarvopalvelut ovat logistiikan terminologiassa palveluja, jotka ylittävät logistiikan perusprosessien (esim. kuljetukset ja varastointi) palvelutarjonnan. Lisäarvopalvelut tuottavat lisäarvoa toimitusketjulle ja parantavat toimitusketjun kilpailukykyä. Haastattelututkimuksen perusteella Suomessa tuotettavat transitoliikenteen lisäarvopalvelut kohdistuvat erityisesti Suomen kautta Venäjälle suuntautuviin tavaratoimituksiin. Venäjälle toimitettavat tavarat ovat etupäässä pitkälle jalostettuja ja arvokkaita tuotteita, joiden käsittelyssä, varastoinnissa ja kuljetuksissa tarvitaan erilaisia lisäarvopalveluja. Suomen transitosatamat toimivat eräänlaisina Venäjän tuontiliikenteen puskurivarastoina ja riskienhallintajärjestelminä. Suomessa transitotavaroita voidaan välivarastoida vapaavarastoissa turvallisesti ja tullaamattomina. Suomesta tavarat voidaan toimittaa nopeasti Venäjän markkinoille. Suomessa välivarastoinnin yhteydessä tuotetut yksittäisiin tuotteisiin kohdistuvat lisäarvopalvelut ovat luonteva osa tavarankäsittelyä. Transitotuotteiden välivarastoinnin yhteydessä tuotettuja lisäarvopalveluja tarvitaan lähinnä siksi, että tavarantoimittajat valmistavat usein eri markkina-alueille sopivia perustuotteita, joiden viimeistely pyritään tekemään mahdollisimman lähellä loppuasiakasta. Haastattelututkimuksessa kävi ilmi, että Suomessa on käytössä ainakin 36 erilaista ransitoliikenteen lisäarvopalvelua, jotka ovat hyvin samankaltaisia kuin kirjallisuustutkimuksen yhteydessä esille tulleet logistiikassa yleisesti käytössä olevat lisäarvopalvelut. Haastatteluissa esiin nousseet transitoliikenteen lisäarvopalvelut on tässä tutkimuksessa ryhmitelty niiden luonteen mukaisesti kuuteen pääryhmään: 1) tavarankäsittelyn lisäarvopalvelut (esim. lokalisointi ja kunnostuspalvelut), 2) aineettomat lisäarvopalvelut (Itpalvelut ja konsultointi), 3) kuljetuksiin liittyvät lisäarvopalvelut (erikoiskuljetukset ja kuormansidonta), 4) laadunhallinnan lisäarvopalvelut (maahantulotarkastukset ja laboratoriopalvelut), 5) varastoinnin lisäarvopalvelut (erikoisvarastointi) ja 6) muut edellä lueteltuihin ryhmiin kuulumattomat lisäarvopalvelut (3PL-palvelut ja yhteiskunnan tuottamat lisäarvopalvelut). Lukumääräisesti eniten transitoliikenteen lisäarvopalveluja on käytössä tavarankäsittelyssä (10 lisäarvopalvelua) ja aineettomissa toiminnoissa (10 lisäarvopalvelua). Näihin kahteen pääryhmään kuuluu lähes 60 % kaikista lisäarvopalveluista. Kuljetuksissa (5 lisäarvopalvelua) ja laadunhallinnassa (4 lisäarvopalvelua) käytetään erilaisia lisäarvopalveluja puolta vähemmän kuin tavarankäsittelyssä ja aineettomissa toiminnoissa. Varastointiin (1 lisäarvopalvelu) ei liity juurikaan varsinaisia lisäarvopalveluja, koska varastointiin liittyviä toimintoja pidetään usein logistiikan peruspalveluihin kuuluvina. Muita lisäarvopalveluja haastatteluissa tuli esille 6 kappaletta. Suhteellisesti tarkasteltuna haastatelluista 26 yrityksestä lähes puolet (46 %) tarjoaa aineettomia lisäarvopalveluja. Seuraavaksi yleisimpiä ovat kuljetuksiin (30 %) ja varastointiin (21 %) liittyvät lisäarvopalvelut. Laadunhallintaa, tavarankäsittelyä ja muita lisäarvopalveluja tarjoaa keskimäärin noin joka kuudes kaikista haastatelluista yrityksistä. Yleisimpiä transitoliikenteessä tarjottavia lisäarvopalveluja ovat räätälöity asiakaspalvelu (100 % yrityksistä tarjoaa), IT-palvelut (73 %), dokumentointi (65 %), konsultointi (62 %), erikoisluvat (54 %), tullauspalvelut (54 %) ja kuormansuunnittelu (50 %). Tavaralajikohtaisesti tarkasteltuna transitoliikenteen lisäarvopalvelut painottuvat arvokkaisiin kappaletavaroihin (esim. elektroniikka- ja sähkölaitteet), kemikaaleihin ja henkilöautoihin. Arvokkaat kappaletavarat ovat haastattelujen perusteella merkittävin lisäarvopalvelujen kohderyhmä. Tämä selittyy pääasiassa sillä, että arvotavarat vaativat yleensä viimeistelyä ennen niiden toimittamista tavarantilaajalle. Arvokkaille kappaletavaroille tuotetaan pääasiassa tavarankäsittelyyn (esim. lokalisointi ja paketointipalvelut) liittyviä lisäarvopalveluja. Kemikaaleille tuotettavat lisäarvopalvelut keskittyvät kemikaalien laadunhallintaan (esim. maahantulotarkastukset ja laboratoriopalvelut). Kemikaaleille tarjotaan lisäarvopalveluina niiden luonteesta johtuen myös erikoiskuljetuksia, -lupia ja -varastointia. Potentiaalisia kemikaalikuljetusten lisäarvopalveluja ovat kemikaalien astiointi ja jatkojalostus sekä tuotantolaitostoiminta. Henkilöautoille tuotettavat lisäarvopalvelut ovat pääasiassa autojen laadunvalvontaan (esim. maahantulotarkastukset), kunnostukseen (kuljetusvaurioiden korjaaminen) ja palautuslogistiikkaan (autojen siirtäminen markkina-alueelta toiselle) liittyviä palveluja. Potentiaalisia henkilöautojen lisäarvopalveluja ovat tuotannolliset asennuspalvelut, laajat maahantulotarkastukset sekä pesu- ja vahauspalvelut. Transitoliikenteen toimijoista eniten lisäarvopalveluja tarjoavat huolintaliikkeet, joiden palveluvalikoimaan kuuluvat lähes kaikki haastattelututkimuksessa esille tulleet lisäarvopalvelut. Huolintaliikkeiden toimenkuvaan kuuluvat erityisesti tavarankäsittelyyn, laadunhallintaan ja varastointiin liittyvät lisäarvopalvelut, joiden parissa muut logistiikka- alan toimijat eivät yleensä operoi. Kuljetusliikkeet ja satamaoperaattorit ovat myös merkittäviä logististen lisäarvopalvelujen tuottajia. Kuljetusliikkeet tarjoavat etupäässä aineettomia lisäarvopalveluja (esim. kuormansuunnittelu ja vuokrauspalvelut) ja omaan toimialaansa suoranaisesti liittyviä lisäarvopalveluja (erikoiskuljetukset ja kuormansidonta). Satamaoperaattorit tuottavat erityisesti aineettomia lisäarvopalveluja (esim. dokumentointi ja kuormansuunnittelu), sataman sisäisiin kuljetuksiin liittyviä lisäarvopalveluja (erikoiskuljetukset ja kuormansidonta) ja laadunhallintaan liittyviä lisäarvopalveluja (maahantulotarkastukset). Varustamojen, tukkuliikkeiden ja satamanpitäjien merkitys lisäarvopalvelujen tuottamisessa on vähäisempi. Transitokuljetukset jättävät Suomeen vuosittain yli 350 miljoonaa euroa tuloja, ja kauttakulkuliikenteen työllistävä vaikutus on vajaat 3 000 henkilötyövuotta. Varastoinnin ja lisäarvologistiikan osuuden transitoliikenteen tuomista tuloista on arvioitu olevan vuosittain noin 90 miljoonaa euroa ja työllistävästä vaikutuksesta noin 500 henkilötyövuotta. Pelkästään transitoliikenteen lisäarvopalvelujen jättämistä tuloista ja työllistävästä vaikutuksesta ei ole olemassa tutkimustietoa. Haastattelututkimuksessa saatujen tietojen perusteella on kuitenkin arvioitavissa, että transitoliikenteen lisäarvopalvelut tuovat Suomeen vuositasolla noin 30 miljoonaa euroa tuloja ja niiden työllistävä vaikutus on noin 100 henkilötyövuotta. Lisäarvopalvelujen kansantaloudellisen merkityksen tarkempi selvittäminen edellyttäisi yrityksiltä transitoliikenteen ja lisäarvopalvelujen tarkempaa tilastointia ja erittelyä yrityksen kirjanpidossa. Tilastoinnin kehittäminen onkin yksi suuri haaste transitoliikennettä ja lisäarvologistiikkaa koskevalle tutkimustoiminnalle. Suomen uskotaan säilyttävän asemansa Venäjän ulkomaankaupan transitoreittinä ainakin vielä lähitulevaisuudessa. Venäjän ulkomaankauppa kasvaa voimakkaasti, eikä Venäjä pysty kehittämään omia satamiaan ja muuta logistista infrastruktuuriaan samassa tahdissa ulkomaankaupan kasvun kanssa. Satamakapasiteetin kasvaessa Venäjän omien satamien kautta kulkevat tavaravirrat tulevat vähitellen lisääntymään. Suomi on edelleen tärkeä arvotavaroiden kauttakulkureitti Venäjälle, mutta yhä suurempi osa tavaratoimituksista kulkee suoraan Venäjälle ilman Suomessa tapahtuvaa purkamista ja välivarastointia. Suomen varastoihin on kuitenkin tullut uusia tuoteryhmiä (esim. työkalut ja tekstiilituotteet), jotka korvaavat menetettyä tavaraliikennettä. Syksyllä 2008 alkaneen maailmanlaajuisen talouden taantuman arvellaan vähentävän tilapäisesti transitoliikenteen tavaravirtoja, mutta taantuman ei uskota vaikuttavan pysyvästi kauttakulkuliikenteen kehitykseen. Pietarin alueelle rakennetaan uusia logistiikkaterminaaleja ja jakelukeskuksia, joiden tarjoamat lisäarvopalvelut eivät kuitenkaan vielä pysty kilpailemaan Suomen kauttakulkureitillä tarjottavien lisäarvopalvelujen kanssa. Pietarin alueella ei ole juurikaan täysipainoisia 3PL-palveluoperaattoreita. Niiden muodostumiseen menee vielä muutama vuosi. 3PL-yritysten kehittyminen Venäjällä koventaa kilpailua Suomen ja Venäjän lisäarvopalvelujen tarjoajien välillä ja lisää paineita Suomen transitoreitin kehittämiselle. Tällä hetkellä Pietarissa toimivien yritysten lisäarvopalvelutarjonta on huomattavasti suppeampi kuin Suomen kauttakulkureitin lisäarvopalvelutarjonta. Suurin osa pietarilaisyritysten tarjoamista lisäarvopalveluista muodostuu tullaus-, dokumentointi- ja konsultointipalveluista. Myös lisäarvopalveluja tarjoavien yritysten suhteellinen osuus on Pietarissa selvästi pienempi kuin Suomessa. Pietarin alueelle suunniteltujen logistiikkakompleksien rakentamisella on suuri merkitys lisäarvopalvelujen kehittymiselle. Kehitystä hankaloittaa Pietarin satama-alueen rajallisuus, minkä takia logistiikkatoimijoille ei ole juurikaan tarjolla asianmukaisia toimintatiloja. Lisäksi maailmanlaajuinen finanssikriisi on pakottanut logistiikkakeskusten rakentajia hillitsemään hankkeiden toteutusta. Transitoliikenteen säilyminen Suomen reitillä myös tulevaisuudessa edellyttää erityisesti rautatiekuljetusten kehittämistä Suomesta Venäjän ydinalueille. Tällä hetkellä Suomen kautta rautateitse Venäjälle toimitetaan hyvin vähän transitotuotteita. Säännöllisen rautateitse tapahtuvan tavaraliikenteen avaaminen parantaisi Suomen reitin kilpailukykyä ja vähentäisi rekkaruuhkia rajanylityspaikoilla. Tätä nykyä rautatiekuljetusten ongelmana on erityisesti puutteet rautatiekuljetuspalvelujen integroinnissa. Haastattelujen mukaan rautatiekuljetuksia pitäisi kehittää siten, että koko palvelupaketti olisi mahdollista ostaa yhdeltä toimijalta ovelta ovelle -periaatteen mukaisesti. Suomen tuonnin ja viennin välisen tasapainon säilyttäminen on niin ikään tärkeä tekijä transitoliikenteen tulevaisuuden kannalta. Suomi pystyy hyödyntämään transitoliikenteestä vapautuvia kontteja omassa viennissään, ja onkin ensiarvoisen tärkeää, että täysiä kontteja kuljetetaan myös paluusuuntaan muualle Eurooppaan ja Kaukoitään. Rautatiekuljetusten ja konttitasapainon lisäksi transitoliikenteen tulevaisuuden kannalta keskeinen merkitys on myös Suomen ja Venäjän välisten hyvien suhteiden säilyttämisellä. Suomen tulee erityisesti välttää Venäjä-suhteita vaarantavia poliittisia päätöksiä. Lisäksi Suomessa on panostettava entistä enemmän Venäjä-osaamisen kehittämiseen. Transitoliikenteen lisäarvopalvelujen kehitys seuraa kauttakulkuliikenteen yleistä kehityssuuntausta. Kasvavat tavaravirrat synnyttävät tarpeita lisäarvopalvelujen tuottamiselle ja kehittämiselle: mitä suurempia tavaramääriä Suomen kautta kuljetetaan, sitä paremmat mahdollisuudet lisäarvopalvelujen kehittämiseen on olemassa. Lisäarvopalvelut syntyvät ja kehittyvät yleensä asiakaslähtöisesti. Lisäarvopalvelujen kehittämisen kannalta tulevaisuuden ennakointi on avainasemassa. Logistiikka-alan toimijoiden on syytä olla jatkuvasti ajan hermolla pystyäkseen vastaamaan asiakkaiden palvelutarpeisiin. Yritysten pitää tarkoin seurata liikenne- ja tavaravirtoja sekä kehittää toimintojaan ja suunnata investointejaan ajan vaatimusten mukaisesti. Vaikka lisäarvopalvelut eivät yleensä yksistään vaikuta kuljetusreitin valintaan, ne muodostavat yhdessä muiden tehokkaasti, luotettavasti ja turvallisesti toimivien logistiikkatoimintojen kanssa merkittävän kilpailutekijän Suomen transitoreitille.

Hajupäästöjen tutkiminen Saint-Gobain Rakennustuotteet Oy:n Hyvinkään lasivillatehtaalla

Hajupäästöillä tarkoitetaan tavallisesti teollisen toiminnan aiheuttamia hajuaineiden päästöjä ympäristöön. Suomessa ympäristölainsäädäntö ei varsinaisesti kiellä hajuaineiden päästöjä mutta edellyttää kuitenkin, ettei niistä aiheudu merkittävää viihtyvyyshaittaa. Tässä työssä tutkittiin hajupäästöjä Saint-Gobain Rakennustuotteet Oy:n Hyvinkään lasivillatehtaalla. Tavoitteena työssä oli selvittää, mikä on tehtaan aiheuttamien päästöjen hajuvaikutus, ja mitä hajuyhdisteitä valmistusprosessissa muodostuu. Lisäksi työssä selvitettiin miten hajupäästöjä pystyttäisiin vähentämään. Työn kokeellisten tutkimusten aikana kerättiin tietoa hajun esiintymisestä valitulta tarkasteluajanjaksolta sekä mitattiin mm. tehtaan savukaasujen hajupitoisuutta ja koostumusta. Mittauksissa kaasunäytteiden hajupitoisuudeksi saatiin 170 HY/m3, joka kuvaa suhteellisen mietoa hajua. Näytteistä analysoidut haihtuvat orgaaniset yhdisteet olivat suurelta osin peräisin lasivillan valmistuksessa käytetystä sideaineesta, jota lisätään tuotteen joukkoon kuidutusvaiheessa. Ympäristöstä otetuista näytteistä ei kuitenkaan havaittu piipun yhdisteitä, mikä viittaisi siihen, että mittausjaksonaikana tehtaan päästöjen leviäminen ympäristöön on tapahtunut melko pieninä pitoisuuksina. Lisäksi on mahdollista, että ulkoilmassa yhdisteissä tapahtuu kemiallista muutuntaa ja hajontaa, jonka seurauksena yhdisteet muuttuvat. Tehtaan hajuhaitat vaikuttaisivat tutkimustulosten mukaan johtuvan savupainumaksi kutsutusta ilmiöstä. Savupainumaan vaikuttavat kaasun lämpömäärä sekä ympäristön olosuhteet ja topografia. Hajuhaittojen poistamiseksi olisi muodostuvia hajuyhdisteitä pystyttävä vähentämään 95-100 %.