Kalkin sammutus kalsiumkarbonaatin saostuksessa

Tässä työssä tutkittiin sammutetun kalkin vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostamiseen ja saostetun kalsiumkarbonaatin ominaisuuksiin. Työn kirjallisuusosa käsittelee mm. kalkin sammutusta yleisesti, sammutuslaitteita, sammutetun kalkin ominaisuuksiin ja agglomeroitumiseen vaikuttavia tekijöitä sekä partikkelikoon analyysimenetelmiä. Kirjallisuusosan mukaan sammutusolosuhteilla sekä sammutuslaitteilla on vaikutusta sammutetun kalkin ominaisuuksiin. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin kalkin sammutuksen vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostamiseen sekä saostetun kalsiumkarbonaatin ominaisuuksiin. Sammutuskokeet tehtiin neljällä eri sammutuslaitteella ja sammutettavina kalkkeina käytettiin neljää ominaisuuksiltaan erilaista poltettua kalkkia. Karbonoinnit suoritettiin sekä laboratorio- että pilot-laitteilla. Lisäksi tutkittiin neljän lisäaineen; natriumdodekyylisulfaatin, trietanoliamiinin, lignosulfonaatin sekä sakkaroosin vaikutusta kalkin sammuttamiseen sekä miten lisäaineen käyttäminen sammutuksessa vaikuttaa kalsiumkarbonaatin saostamiseen. Tulosten perusteella kalkin sammutuksella on vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostamiseen ja saostetun kalsiumkarbonaatin ominaisuuksiin. Eri sammutusmenetelmillä sammutetuilla kalkeilla on mm. erilainen vaikutus karbonointiaikaan. Myös lisäaineet vaikuttavat mm. sammutetun kalkin ominaispinta-alaan ja partikkelin muotoon. Lisäaineet lisäksi pidentävät karbonointiaikaa ja vaikuttavat saostettujen kalsiumkarbonaattipartikkeleiden agglomeroitumiseen.

Meesauunin mekaniikan simulointi

Meesauuni on sulfaattiselluloosan valmistuksen kemikaalikierron apukemikaalin, kalkin valmistukseen käytettävä laite. Rakenteeltaan meesauuni koostuu pyöreästä lievästi horisontaalitasosta kaltevaan asentoon tuetusta putkesta sekä putkea tukevista kannatuselimistä. Meesauunia pyöritetään käytön aikana pituusakselinsa ympäri. Työn tarkoituksena oli rakentaa ADAMS-simulointiohjelmistoon käyttöliittymä meesauunin simulointimallin luomiseen uunin päämittojen avulla. Työssä selvitetään simulointimallin soveltuvuutta uunin kannatuselimiin kohdistuvien voimien tutkimiseen uunin normaaliajossa ja tietyissä ongelmatilanteissa. Työssä suoritettujen simulointien todettiin vastaavan melko hyvin todellista meesauunia ja tukevan ajatusta ADAMS:in käyttämisestä meesauunin mekaniikan simulointiin. Samalla todettiin kuitenkin lisämittausten kehittämisen tarpeellisuus ennen pidemmälle meneviä johtopäätöksiä.

Panssarivaunu

Parolannummi. Panssarivaunu BTR ajaa lähelle, sammutus.

Kuorma-auto

Kuorma-auto lähestyy, pysähtyy, moottori on päällä, kaasuttelua ja moottorin sammutus.

Biokaasulaitoksen rejektivesien vaikutus jätevedenpuhdistamon toimintaan ja rejektivesien esikäsittelyn tarpeellisuus

Diplomityön tavoitteena oli tutkia biokaasulaitoksen rejektivesien ominaisuuksiin vaikuttavia tekijöitä ja rejektiveden esikäsittelyn tarpeellisuutta. Lisäksi tavoitteena oli tarkastella Kouvolaan suunnitteilla olevan Kymen Bioenergia Oy:n biokaasulaitoksen rejektivesien vaikutusta Kouvolan Veden Mäkikylän jätevedenpuhdistamolla. Biokaasulaitoksen rejektivedet ovat yhdyskuntajätevesiin verrattuna selvästi konsentroituneempia. Jätevedenpuhdistamoilla erityisesti rejektiveden korkea typpipitoisuus aiheuttaa lisäkuormitusta. Suomessa toiminnassa oleville biokaasulaitoksille tehdyn kyselytutkimuksen tulosten perusteella rejektiveden typpipitoisuuteen vaikuttaa syötteen typpipitoisuus sekä mädätysjäännöksen kuivauksen tehokkuus. Rejektiveden kiintoainepitoisuudella on puolestaan vaikutusta biologiseen hapenkulutukseen ja välillisesti myös rejektiveden kemialliseen hapenkulutukseen. Rejektivesien jätevedenpuhdistamoilla aiheuttamaa kuormitusta on mahdollista vähentää esikäsittelemällä rejektivedet joko biologisella tai fysikaalis-kemiallisella puhdistusmenetelmällä. Kyselytutkimus kuitenkin osoitti, että rejektivesien esikäsittelyssä ei aina päästä puhdistustavoitteeseen. Jätevedenkäsittelyn sijaan rejektivesiä on mahdollista käyttää lannoitteena, mikäli biokaasulaitoksen syöte ei sisällä jätevedenpuhdistamon lietteitä. Myös Kouvolan Veden Mäkikylän puhdistamolla biokaasulaitoksen rejektivedet tulevat lisäämään merkittävästi tulovirtaaman typpikuormaa. Typpikuorman lisäys edellyttää ilmastusaltaassa ilmastuksen tehostamista sekä kalkin syöttömäärän lisäämistä, jotta jäteveden happipitoisuus ja pH pysyvät typenpoistoreaktioille suotuisina. Lisäksi tulovirtaamasta puolet tullaan ohjaamaan esiselkeyttimen ohi, jotta ilmastusaltaassa on orgaanista ainetta typenpoistoon riittävästi. Mäkikylän puhdistamon typenpoistokapasiteettia on mahdollista kasvattaa lisähiilen syötöllä. Mikäli biokaasulaitoksen kapasiteettilisäyksen jälkeen rejektivesien typpikuoma ylittää lisähiilellä saavutetun lisäkapasiteetin, on rejektivedet esikäsiteltävä.

Etelä- ja Pohjois-Savon maakuntien kasvihuonekaasutaseet 2010

Kasvihuonekaasutaselaskennassa selvitettiin Etelä- ja Pohjois-Savon maakuntien kasvihuonekaasupäästöjen ja nielujen suuruudet vuodelta 2010. Päästölaskenta suoritettiin Etelä- ja Pohjois-Savon alueilta kunta- ja maakuntakohtaisesti kuntaliiton Kasvener-ohjelmalla. Etelä-Savon kulutusperäiset kasvihuonekaasupäästöt olivat vuonna 2010 yhteensä 1492 tuhatta tonnia (kt) CO2-ekv, joka oli noin 2% koko Suomen kasvihuone-kaasupäästöistä. Asukasta kohti laskettuna päästöt olivat 9,6 t CO2-ekv. Maankäyttösektorin nettonielu oli 1300 kt CO2-ekv vuonna 2010. Päästöt olivat siten 192 kt CO2-ekv suuremmat kuin nieluvaikutukset. Pohjois-Savon kulutusperäiset kasvihuonekaasupäästöt olivat vuonna 2010 yhteensä 3148 kt CO2-ekv. Asukasta kohden päästö oli 12,7 t CO2-ekv. Koko Suomen vuoden 2010 päästöistä Pohjois-Savon osuus oli 4%. Pohjois-Savon maankäyttösektorin nettonielu oli 2600 kt CO2-ekv vuonna 2010. Yhteen laskettuna päästöt olivat 548 kt CO2-ekv suuremmat kuin nieluvaikutukset. Suomen vuoden 2010 laskennassa kulutusperusteiset kasvihuonekaasujen kokonaispäästöt olivat 74600 kt CO2-ekv, joka oli 13,9 tonnia CO2-ekv asukasta kohden. Etelä-Savossa suurimmat kasvihuonepäästöjä tuottavat sektorit vuonna 2010 olivat liikenne (tie-, laiva, lento- ja raideliikenne) ja rakennusten lämmitys. Molempien sektoreiden osuudet olivat 30% maakunnan kasvihuonekaasupäästöistä. Muun sähkönkäyttösektorin osuus oli 19%, joka sisältää mm. teollisuuden ja kotitalouksien sähkönkulutuksen lukuun ottamatta kotitalouksien sähkölämmitystä. Maatalouden osuus päästöistä oli 13% sisältäen sekä karjankasvatuksen että peltoviljelyn päästöt. Muiden polttoaineiden osuus oli 6%, joka sisältää teollisuuden käyttämien polttoaineiden ja työkoneiden polttoaineiden käytöstä syntyvät kasvihuonekaasupäästöt. Jätehuollon osuus oli 1%. Teollisuuden prosessiperäisiä päästöjä syntyi vain hyvin vähäisiä määriä poltetun kalkin tuotannosta Kerimäellä. Pohjois-Savossa suurin kasvihuonepäästöjä tuottava sektori vuonna 2010 oli rakennusten lämmitys, joka tuotti 29% alueen kasvihuonekaasupäästöistä. Muun sähkönkäyttösektorin osuus oli 22%, mikä sisältää mm. teollisuuden ja kotitalouksien sähkönkulutuksen lukuun ottamatta kotitalouksien sähkölämmitystä. Muiden polttoaineiden osuus oli 13%, joka sisältää teollisuusprosessien käyttämien polttoaineiden ja työkoneiden polttoaineiden käytöstä syntyvät kasvihuonekaasupäästöt. Liikenteen (tie-, laiva, lento- ja raideliikenne) päästöt olivat 19% ja maatalouden osuus sisältäen sekä karjankasvatuksen että peltoviljelyn päästöt oli 15%. Teollisuuden prosessiperäisiä päästöjä (N2O) syntyi Siilinjärvellä typpihapon tuotannossa. Prosessiperäisten päästöjen ja jätehuollon osuus kokonaispäästöistä oli molemmista 1%.

Laboratoriokäyttöön soveltuvan syklonin suunnittelu

Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan laboratoriokäyttöön soveltuvan syklonin suunnittelussa huomioitavia asioita. Työn kokeellisessa osuudessa tarkastellaan aiemmin nesteen ja kiintoaineen erotukseen käytetyn hydrosyklonin soveltuvuutta kaasun ja kiintoaineen erotukseen. Syklonit ovat laajasti käytössä olevia kaasun ja kiintoaineen erotukseen suunniteltuja laitteita. Yksinkertainen, ilman liikkuvia osia toteutettu rakenne tekee sykloneista kustannuksiltaan alhaisen ja toimintavarman ratkaisun moniin teollisuuden ilmanpuhdistustarpeisiin. Yleinen käyttökohde on esimerkiksi poistoilman esipuhdistus ennen pienhiukkaskeräintä. Työn kirjallisuusosassa käydään läpi suureet, joiden avulla syklonien toimintaa voidaan arvioida ja vertailla. Lisäksi esitellään yleisimmät syklonin rakenneratkaisut sekä syklonin erot ja yhteneväisyydet muiden erotuslaitteistojen kanssa. Lopuksi käydään läpi, miten erilaiset käyttöolosuhteet tai syklonin ominaisuudet vaikuttavat syklonin toimintaan ja tehokkuuteen. Kokeellisessa osassa esitellään menetelmiä laboratoriokäyttöön soveltuvan syklonin mittasuhteiden määrittämiseksi perustuen laboratoriosyklonille asetettuihin vaatimuksiin ja ennalta määrättyyn halkaisijaan. Laskettuja arvoja vertaillaan mainittuun hydrosykloniin. Lisäksi analysoidaan hydrosyklonin tehokkuutta kaasun ja kiintoaineen erotuksessa sen käsittelemän kalkin partikkelikokojakaumien perusteella. Kokeellisen osan tuloksista havaitaan, että hydrosykloni ei ilman muutoksia suoraan sovellu kiintoaineen ja kaasun erotukseen. Suurimmaksi ongelmaksi tämän työn yhteydessä nousee kiintoaineen tarttuminen laitteiston sisään staattisen sähkön ja liian pienen virtausnopeuden vaikutuksesta. Virtausnopeutta sisääntuloputkessa voitaisiin kasvattaa sen halkaisijaa pienentämällä tai tilavuusvirtaa kasvattamalla. Syklonin muokkaaminen paremmin vastaamaan standardimittasuhteita parantaisi todennäköisesti virtausprofiileja laitteiston sisällä. Lisäksi rakennemateriaalin vaihtaminen metalliin olisi suositeltavaa staattisen sähkön eliminoimiseksi.

Kalsinointinopeuden määritys benchscale-testilaitteistolla

Tässä työssä vertailtiin kolmen kalkkilaadun kalsinoitumisnopeutta ja kalsinoinnin aikana vapautuvan hiilidioksidin määrän vaihteluja. Työn kirjallisuusosa käsittelee kalsiumkarbonaatin ominaisuuksia ja käyttökohteita teollisuuden näkökulmasta sekä esitte-lee kalkin reaktioista kalsinoinnin, karbonoinnin ja sulfatoinnin. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin BenchScale-laitteistolla kolmen kalkkilaadun kalsinoitumista vakioilmakehässä. Kokeissa tehtiin kolme rinnakkaista mittausta kolmella näytekoolla. Lisäksi kalsinoinnin vaikutusta partikkelikokojakaumaan ja partikkelimuo-toihin vertailtiin määrittämällä yhdelle kalkkilaadulle partikkelikokojakaumat ennen kalsinointia ja kalsinoinnin jälkeen. Kokeiden avulla saatiin selville, että mitä suurempi näytteen kalsiumkarbonaattipitoisuus on, sitä kauemmin kalsinoituminen kestää. Myös näytekoon suurentaminen kasvatti kalsinoitumiseen kulunutta aikaa.