Yhdyskuntalietteen ja biopolttoaineiden käsittelyketjujen ja polton teknistaloudellinen tarkastelu

• Main Author: Manninen, Hanna-Mari
• Other Authors: Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Teknillinen tiedekunta, Energia- ja ympäristötekniikka, Energiatekniikka, Lappeenranta University ofTechnology, Faculty of Technology, Energy and Environment Technology, Energy Technology
• Format: Master Thesis
• Language: Finnish
• Published: 2007
• Subjects: yhdyskuntaliete; lietteen käsittely; lietteen poltto; kierrätyspolttoaine; biopolttoaine; municipal sewage sludge; sludge treatment; sewage sludge combustion; recycled fuel; bio fuel; Selle; karelia*
• Online Access: http://lutpub.lut.fi/handle/10024/29859

Työn tavoitteena on kartoittaa yhdyskuntalietteen ja kierrätys- sekä biopolttoaineiden käsittelyä ja polttoa lietteenpolttolaitoksen tarpeita ajatellen. Lietteen käsittelyketjun ja kierrätys- sekä biopolttoaineketjujen tekninen tarkastelu on siis työn keskeinen tavoite. Lisäksi lasketaan polttolaitoksen suurimpia mahdollisia investointikustannuksia eri polttoainevaihtoehdoilla. Työssä tehdään muun ohella case-tarkastelua Kaakkois- Suomen alueeseen liittyen. Tavoitteena on muodostaa tarkoitukseen soveltuva polttoaineratkaisu kullekin tapauk-selle. Työn alkuosassa tutustutaan yleisesti lietteeseen sekä polttoaineen että jätteen roolissa. Tarkastelu sisältää tietoja lietteen ominaisuuksista sekä lietteenkäsittelyssä olennaisista lainsäädännöllisistä seikoista. Samoin katsastetaan hieman lietteen esikäsittelyä, mekaanista vedenerotusta, termistä kuivausta ja polttoa tarkastellaan yleisessä valossa. Lisäksi alkuosassa keskitytään eri bio- jakierrätyspolttoainevaihtoehtoihin tarkastelemalla niiden yleisyyttä polttoaineena sekä esittelemällä niiden käsittelyketjuja. Työn loppupuoliskolla kiinnitetään huomiota case tapausten avulla polttolaitoksesta saataviin tuottoihin sekä millaisen liikkumavaran eri polttoainevaihtoehdot investointien osalta sallivat. Case-tapauksissa pohditaan Kymenlaakson ja Etelä-Karjalan paikallisia lietteen-polttomahdollisuuksia yhdistettynä kierrätys- tai biopolttoaineisiin. Mekaanisesti kuivattua lietettä käsitellään kyseisissä tapauksissa vuosittain 6000 t ja 15 000 t. Lietteen polton tuottama sähkö- ja lämpöteho näyttävät riippuvan voimakkaasti lietteen kuiva-ainepitoisuudesta, eivät niinkään lietteen muista ominaisuuksista. Lisäksi joko bio- tai kierrätyspolttoaineella saadaan sähkön- ja lämmöntuotantoa nostettua huomattavasti. The aim of the study is to examine the handling chain of sewage sludge,and recycled and bio fuel chains from the viewpoint of the sludge incineration plant. An essential goal of the study is the technical examination for recycled and bio fuels. Moreover, the study aims to calculate the maximum investment costof the incineration plant with various fuel alternatives. In addition, the study includes an examination of sludge handling in Southeast Finland with an aim toformulate a suitable fuel solution for every case. The beginning of the study deals with sludge from the point of view of both fuel and waste. Characteristics of municipal sewage sludge and legal limitations are discussed. The study deals with pre-treatment, mechanical dewatering, thermal drying andincineration of sludge. Also different alternatives for bio and recycled fuels are examined from the point of view their frequency of use as a fuel. The final part of the study deals with the profits gained from the incineration plant and the freedom of action that fuel alternatives allow with the investment costs. Local possibilities for sludge treatment in the Kymenlaakso andSouth Karelia regions are considered. In these cases, 6 000 t and 15 000 t of mechanically dewatered sludge is treated every year, respectively. In both cases,it seems that electric and heat power depends strongly on the dry sol-ids content of the sludge, not so much on other sludge properties. In addition, with either bio fuels or recycled fuel, electric and heat power production can be substantially im-proved.