Oxidation of high volume low concentration odorous gases with flare incinerator

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena oli rakentaa selluteollisuuden hajukaasujen soihtupolttimesta virtausmalli, jolla pystytään tuottamaan luotettavaa informaatioita laitteen jatkokehitystä varten. Mallin todenmukainen toiminta oli tarkoitus vahvistaa suorittamalla koemittauksia käytössä olevalla soihtupolttimella UPM-Kymmene Oyj:n tehtaalla Valkeakoskella. Diplomityö on osa Enviroburners Oy:n tuotekehitysprojektia, jossa kehitetään laihojen hajukaasujen soihtupoltinta.

Hajukaasuilla tarkoitetaan erilaisissa sellutehtaan tuotantoprosesseissa syntyviä palavia jätekaasuja, jotka haisevat voimakkaasti ja ovat ihmiselle haitallisia käsittelemättöminä. Hajukaasut jaotellaan pitoisuutensa mukaan väkeviin ja laihoihin hajukaasuihin. Lähes kaikilla sellutehtailla väkevät hajukaasut poltetaan soodakattilassa tai meesauunissa. Laihoja hajukaasuja voidaan syöttää kattiloihin palamisilman joukossa. Yleensä tehtailla on varapolttopaikkana itsenäinen soihtupoltin, jonka avulla väkevät ja joissain tapauksissa myös laihat hajukaasut pystytään käsittelemään pääpolttopaikan häiriötilanteessa turvallisesti, ilman myrkyllisiä ja voimakkaasti haisevia päästöjä ympäristöön Laihojen ja väkevien hajukaasujen jälkipoltolla varustetusta soihtupolttimesta rakennettiin virtausmalli yhteistyössä Processflow Oy:n kanssa. Mallilla suoritettiin kolme erilaista laskentatapausta, joissa simuloitiin hajukaasujen polttamista. Mallinnetuista rikkiyhdisteistä on olemassa vähän lähdetietoa, minkä takia mallin reaktioparametreja ja geometriaa muutettiin laskentatapausten välillä, jotta mallin toiminta vastasi paremmin käytössä olevaa soihtupoltinta.

Mallin todenmukaista toimintaa ei pystytty varmentamaan, koska Valkeakosken soihdulla suoritettujen mittausten tulokset eivät olleet vertailukelpoisia mallin kanssa. Tehtaalla tehtyjen prosessimuutoksien jälkeen laihojen hajukaasujen rikkipitoisuus oli laskenut merkittävästi. Mallinnuksen alustavat tulokset ja mittaukset kuitenkin osoittivat, ettei soihtupolttimen jälkipoltto toiminut suunnitellusti ja mallinnus kyseisellä konstruktiolla keskeytettiin. Mallinnusta tullaan jatkamaan uudistetulla konstruktiolla.