Leijupolttotekniikka on suomalaisen polttotekniikkaosaamisen lippulaiva maailmalla. Suomessa toimivilla leijupolttoteknologian laitevalmistajilla on johtava asema maailmanmarkkinoilla. Moni laitevalmistaja on keskittänyt Suomeen erityisesti leijupolttoteknologian tuotekehityksen. Kiertoleijupolttoteknologia on kehittynyt suurin harppauksin viimeisen vuosikymmenen aikana saavuttaen kokoluokan, joka on kilpailukykyinen perinteisiin polttoteknologioihin verrattuna. ”Kiertoleijupolttotekniikan tulevaisuus näyttää valoisalta”, sanoo Antti Tourunen, joka on 22. joulukuuta tarkastettavassa väitöskirjassaan tutkinut palamisilmiöitä kiertoleijupoltossa.
Nykyinen suuntaus, jossa polttoainevalikoima laajenee ja laatu heikkenee, parantaa entisestään kiertoleijupolttoteknologian kilpailukykyä markkinoilla. Perinteisesti leijupolttoteknologian vahvuutena on ollut kyky polttaa hyvinkin erilaisia ja huonolaatuisia polttoaineita. ”Energian hinnan nousun ja hyvälaatuisten polttoainevarantojen ehtymisen johdosta on teknistaloudellisesti kannattavaa siirtyä huonompilaatuisten polttoaineiden käyttöön”, sanoo Tourunen. Lisäksi biomassan käytön lisääminen kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi laajentaa polttoainevalikoimaa. Nämä trendit vahvistavat kiertoleijupolttoteknologian kilpailukykyä, koska se tarjoaa mahdollisuuden polttaa hyvällä hyötysuhteella ja alhaisilla päästöillä sekä hiiltä että biomassaa yhdessä tai erikseen.
Väitöskirjassaan Tourunen tutki polttoaineiden palamisominaisuuksia ja päästöjen muodostumista laboratoriomittakaavan koelaitteissa VTT:llä Jyväskylässä. Polttoaineen palamiskäyttäytymisen tunteminen on ensiarvoisen tärkeä tieto, jota on hyödynnetty korkeahyötysuhteisen ja vähäpäästöisen kiertoleijupolttoteknologian kehityksessä. Erityisesti laaja polttoainevalikoima ja läpivirtaustekniikka asettavat suuret haasteet polttoprosessin säädöille. Väitöstyössään Tourunen sovelsi kokeellisia tuloksia mm. uudenlaisten säätöratkaisujen kehitykseen.
Kasvihuonekaasupäästöjen vähennyksen kannalta leijupolttoteknologian etuna on korkea hyötysuhde ja mahdollisuus käyttää suuria osuuksia biomassaa. Tämän lisäksi ollaan kehittämässä eri tekniikoita hiilidioksidin talteenottamiseksi savukaasuista. Happipoltto on eräs ratkaisu, jolla voitaisiin toteuttaa hiilidioksidin talteenotto kustannustehokkaasti. Happipoltossa polttoaine poltetaan puhtaan hapen ja kiertokaasun seoksessa, jolloin savukaasuun saadaan erittäin korkea hiilidioksidipitoisuus, mikä yksinkertaistaa hiilidioksidin talteenottoa.
Väitöskirjassa Tourunen tarkasteli korkean happipitoisuuden vaikutusta polttoainepartikkelien palamiseen kiertoleijupoltto-olosuhteissa, ja edelleen kiertoleijupolttoteknologian soveltuvuutta happipolttoon. ”Kiertoleijupolttoteknologia näyttäisi soveltuvan erityisen hyvin myös happipolttoon”, sanoo Tourunen. Suuri kiintoainemäärä kiertoleijukattilan tulipesässä tasoittaa lämpötiloja tehokkaasti ja mahdollistaa korkeidenkin happipitoisuuksien käytön. Vastaavaa etua ei perinteisellä pölypolttoteknologialla ole. Happipolttoteknologian kehityksessä merkittävä virstanpylväs oli VTT:n polttolaboratoriossa tehty todennäköisesti maailman ensimmäinen onnistunut kiertoleijuhappipoltton demonstraatio marraskuussa 2006.
Diplomi-insinööri Antti Tourusen (LUT Energia) voimalaitostekniikan alaan kuuluva väitöskirja A Study of Combustion Phenomena in Circulating Fluidized Beds by Developing and Applying Experimental and Modeling Methods for Laboratory Scale Reactors (Palamisilmiöiden tutkiminen kiertoleijupoltossa kehittämällä ja soveltamalla kokeellisia ja laskennallisia metodeja laboratoriokokoluokan koelaitteilla) tarkastetaan keskiviikkona 22.12.2010 klo 12 Lappeenrannan teknillisen yliopiston salissa 1383. Vastaväittäjänä toimii professori Franz Winter, Vienna University of Technology, Itävalta. Väitöstilaisuuden valvojana toimii professori Timo Hyppänen Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta.
Väitöskirja on julkaistu yliopiston Acta Universitatis Lappeenrantaensis -tutkimussarjassa numero 419. ISBN 978-952-265-029-0, ISSN 1456-4491. Väitöskirjan painetun version voi ostaa Aalef-kirjakaupasta, puh. (05) 621 2030 tai kirjakauppa(at)aalef.fi
Tietoja väittelijästä:
Antti Tourunen
Syntynyt 1975, Sumiainen
Kotikunta Laukaa
Ylioppilastutkinto 1994, Suolahden lukio
Diplomi-insinöörin tutkinto 2000, Lappeenrannan teknillinen korkeakoulu
Tutkija, tiiminvetäjä, tutkimuskoordinaattori, erikoistutkija 2000 ->, VTT
Lisätietoja: Antti Tourunen, puh. 040 554 2887, antti.tourunen(at)vtt.fi
Lappeenrannan teknillinen yliopisto (Lappeenranta University of Technology, LUT) on jo vuodesta 1969 lähtien yhdistänyt kaksi toisiaan täydentävää tieteenalaa - tekniikan ja talouden. LUT:n strategisia kärkialoja ovat energiatehokkuus ja energiamarkkinat, strategisen tason liiketoiminnan ja teknologian johtaminen, tieteellinen laskenta ja teollisten prosessien mallinnus sekä nämä kärkialat läpäisevä Venäjä-osaaminen. LUT:ssa on noin 5500 tutkinto-opiskelijaa ja 1000 työntekijää.