6 HIUKKASPÄÄSTÖMÄÄRÄT KATTILA- KATTILA-TYYPEITTÄIN
6.1 KIVIHIILEN PÖLYPOLTTO
6.1.2 Kivihiilen pölypolttokattilat kokoluokittain
Hiilipölykattilat kokoluokassa 50...300 MW
Polttoaineteholtaan 0...50 MW:n hiilipölykattiloita ei Suomessa ole, joten ensim-mäinen ryhmä käsittää hiilipölykattilat teholuokassa 50...300 MWpa. Eri prosessit on jaoteltu lisäksi pölynpoistolaitteiston mukaan, kuten edellä on jo todettu. Taulukossa 5 on pelkällä syklonilla tai multisyklonilla varustetut pölypolttoprosessit, jotka eivät edusta puhdasta energiantuotantoa vaan ovat teollisuuden höyryntuotantoprosesseja.
Kaikissa muissa Suomen kivihiilen pölypolttokattiloissa on erotuslaitteena vähin-tään sähkösuodatin.
Taulukko 5. Syklonilla / multisyklonilla varustetut polttoaineteholtaan 50...300 MW:n hiilipölykattilat ja niiden ominaispäästöt (mg/MJpa) hiukkasille (lähtötiedot SYKEn VAHTI-järjestelmästä).
Polttoaine-teho (MW)
Käyttötun-nit (h/a)
Käyttö-aste (%)
Polttoaine-kulutus (TJ/a)
Polttoaine Poltto-tekniikka
Päästö (t/a)
Omin.päästö (mg/MJ)
Rajoittamis-menetelmä
89,00 4694 53,6 179,00 KHIILI
Sekoitus-poltin
53 281,9 Sykloni/multi-sykloni 9,00 POR
YHT. 188,00 TJ/a
75,00 1210 13,8 67,00 KHIIL0.8
Sekoitus-poltin
70 269,2 Sykloni/multi-sykloni 193,00 POR0.9
YHT. 260,00 TJ/a
164,00 5904 33,7 448,00 TJ/a 123 274,6 mg/MJ
käyttötunneilla painotettu yhteisominaispäästö: 279,3 mg/MJ
Huomataan, että hiukkaspäästöt kulutettua polttoaineyksikköä kohti ovat suuret (279 mg/MJ). Pelkkä sykloni ei riitä hyvään hiukkasten erotusasteeseen hiilipölypoltossa.
(Taulukon 5 toisessa prosessissa (75 MW) poltettiin tosin enemmän öljyä kuin hiiltä, mutta prosessi on samanlainen ja ominaispäästökin samaa luokkaa.)
Yleisin erotuslaite hiukkaspäästöjen rajoittamiseen tämän kokoluokan hiilipölykatti-loissa on sähkösuodatin. Seuraavaksi esitetään nämä prosessit (taulukko 6).
Taulukko 6. Sähkösuodattimella varustetut polttoaineteholtaan 50...300 MW:n hiilipölykattilat ja niiden ominaispäästöt (mg/MJpa) hiukkasille (lähtötiedot SYKEn VAHTI-järjestelmästä).
219 5390 61,5 2684,00 KHIIL0.6
Suihku-poltin
68 25,2 Sähkösuodin
17,40 POR2.0 YHT. 2701,40 TJ/a
263 4556 52,0 2736,00 KHIIL0.6
Sekoitus-poltin
272 98,5 Sähkösuodin
24,50 POR2.0 YHT. 2760,50 TJ/a
195 5680 64,8 2807,70 KH VEN
Sekoitus-poltin
121 39,5 Sähkösuodin, Low-Nox-polttimet 257,50 MAAKAASU
YHT. 3065,20 TJ/a
60 262 3,0 31,50 KHIIL0.9
Sekoitus-poltin
3 95,2 Sähkösuodin
260,00 6078 69,4 4995,00 KHIIL0.6
Sekoitus-poltin YHT. 5014,00 TJ/a
145 8424 96,2 3590,00 KHIIL0.6
Sekoitus-poltin
168,72 42,9 Sähkösuodin 341,00 MUUT
YHT. 3931,00 TJ/a
100 1934 22,1 527,00 KHIIL0.7
Sekoitus-poltin
30,9 52,8 Sähkösuodin 58,00 POR1.0
YHT. 585,00 TJ/a
1242 32324 52,7 18088,60 TJ/a 1207,6 66,8 mg/MJ
käyttötunneilla painotettu yhteisominaispäästö: 60,5 mg/MJ
Käyttötunneilla painotettu yhteisominaispäästö on 61 mg/MJ, joten sähkösuodatin on yksinäänkin melko hyvä savukaasun hiukkasten erottaja, mutta parempaan ero-tukseen olisi pyrittävä ainakin kaupunkialueilla, missä energiantuotantolaitokset yleensä sijaitsevat. Päästö väheneekin vielä merkittävästi, kun otetaan käyttöön kui-tusuodatin (yleensä letkusuodatin), jolloin päästään jo alle 10 mg/MJ:n ominaispääs-töön (taulukko 7).
Taulukko 7. Sähkösuodattimella sekä kuitusuodattimella varustetut polttoainetehol-taan 50...300 MW:n hiilipölykattilat ja niiden ominaispäästöt (mg/MJpa) hiukkasille (lähtötiedot SYKEn VAHTI-järjestelmästä).
187,00 2278 26,0 1274,00 KHIIL0.8
Suihku-poltin
YHT. 1298,40 TJ/a
220,00 5458 62,3 4055,90 KHIIL0.6
Suihku-poltin YHT. 4323,00 TJ/a
407,00 7736 44,2 5621,40 TJ/a 39,4 7,0 mg/MJ
käyttötunneilla painotettu yhteisominaispäästö: 7,6 mg/MJ
Hiilipölykattilat kokoluokassa 50...300 MW
Polttoaineteholtaan 300...500 MW:n hiilipölykattilat on varustettu vähintään sähkösuodattimin (taulukko 8), yleensä myös kuitusuodattimin (taulukko 10).
Taulukko 8. Sähkösuodattimella varustetut polttoaineteholtaan 300...500 MW:n hiilipölykattilat ja niiden ominaispäästöt (mg/MJpa) hiukkasille (lähtötiedot SYKEn VAHTI-järjestelmästä).
360,00 7679 87,7 3634,00 KHIIL0.3
Sekoitus-poltin
160 23,5 Savukaasujen takaisinkierrätys, Sähkösuodin,
YHT. 6812,00 TJ/a
315,00 400 4,6 311,00 KHIIL0.9
Suihku-poltin
5 15,6 Sähkösuodin
8,00 POR2.4 1,00 POK YHT. 320,00 TJ/a
675 8079 46,1 7132,00 TJ/a 165 23,1 mg/MJ
käyttötunneilla painotettu yhteisominaispäästö: 23,1 mg/MJ
Pelkällä sähkösuodattimella saavutettiin 23 mg/MJ:n yhteisominaispäästö käyttötun-neilla painotettuna. Pienempi ominaispäästötaso 50...300 MW:n kokoluokkaan ver-rattuna johtuu mm. suurempien kattiloiden paremmista palamisolosuhteista (lämpötila, sekoittuminen, viipymäaika) eli toisin sanoen paremmista kattilahyöty-suhteista ja vakaammista prosesseista.
Sähkösuodatin ja märkä rikinpoistomenetelmä (pesuri) yhdessä johtivat 6 mg/MJ:n ominaispäästöön (taulukko 9), joten rikkidioksidia pestäessä myös hiukkasia huuh-toutuu pesunesteen mukana savukaasuista. Toisaalta pesuri tuottaa myös uusia pien-hiukkasia (pienet vesipisarat ja niihin sitoutuneet haitalliset aineet). Tämä on todettu kokojakaumamuutoksina suoritetuissa mittauksissa ennen ja jälkeen pesurin (esim.
Moisio 1997).
Taulukko 9. Sähkösuodattimella sekä märällä rikinpoistolla varustetut polttoainete-holtaan 300...500 MW:n hiilipölykattilat ja niiden ominaispäästöt (mg/MJpa) hiukka-sille (lähtötiedot SYKEn VAHTI-järjestelmästä).
315,00 6203 70,8 5340,00 KHIILI
Suihku-poltin YHT. 5513,00 TJ/a
315,00 5927 67,7 5346,00 KHIILI
Suihku-poltin YHT. 5501,00 TJ/a
430,00 5536 63,2 6210,00 KHIIL0.5
Suihku-poltin
33,3 5,3 Sähkösuodin, Märkämenetelmä 29,00 POR2.4
YHT. 6239,00 TJ/a
1060 17666 67,2 17253 TJ/a 100,3 5,8 mg/MJ
käyttötunneilla painotettu yhteisominaispäästö: 5,8 mg/MJ
Sekä sähkösuodatinta että kuitusuodatinta erotuslaitteina käyttävien prosessien yh-teisominaispäästö vuonna 1995 oli 11 mg/MJ (taulukko 10). Pelkkä sähkösuodatin aiheutti kaksinkertaiset hiukkaspäästöt kuten edellä kävi ilmi.
Taulukko 10. Sähkösuodattimella sekä kuitusuodattimella varustetut polttoainete-holtaan 300...500 MW:n hiilipölykattilat ja niiden ominaispäästöt (mg/MJpa) hiukka-sille (lähtötiedot SYKEn VAHTI-järjestelmästä).
Polttoaine-teho (MW)
Käyttötun-nit (h/a)
Käyttö-aste (%)
Polttoaine-kulutus (TJ/a)
Polttoaine Poltto-tekniikka
Päästö (t/a)
Omin.päästö (mg/MJ)
Rajoittamis-menetelmä
363,00 7042 80,4 7752,00 KHIIL0.6
Sekoitus-poltin
86 11,0
Low-Nox-polttimet, Sähkösuodin, Kuitusuodin, Puolikuiva rikinpoisto 85,00 POR2.0
YHT. 7837,00 TJ/a
363,00 6118 69,8 7101,00 KHIIL0.6
Sekoitus-poltin
80 11,1
Low-Nox-polttimet, Sähkösuodin, Kuitusuodin, Puolikuiva rikinpoisto 83,00 POR2.0
YHT. 7184,00 TJ/a
726 13160 75,1 15021,00 TJ/a 166 11,1 mg/MJ
käyttötunneilla painotettu yhteisominaispäästö: 11,0 mg/MJ
Hiilipölykattilat kokoluokassa > 500 MW
Suurimpien hiilipölykattiloiden (yli 500 MW) ominaispäästöt on laskettu taulukoi-hin 11–13. Sähkösuodattimella sekä märällä rikinpoistolla varustettujen prosessien (taulukko 11) yhteisominaispäästö oli likimain sama (6 mg/MJ) kuin edellisessä ko-koluokassa.
Taulukko 11. Sähkösuodattimella sekä märällä rikinpoistolla varustetut polttoaine-teholtaan yli 500 MW:n hiilipölykattilat ja niiden ominaispäästöt (mg/MJpa) hiukka-sille (lähtötiedot SYKEn VAHTI-järjestelmästä).
650 796 9,1 1257,00 KHIIL0.7
Sekoitus-poltin
12,3 9,6
Low-Nox-polttimet, Sähkösuodin, Märkämenetelmä 23,00 POR2.9
YHT. 1280,00 TJ/a
650 1206 13,8 1946,00 KHIIL0.7
Sekoitus-poltin
18,8 9,5
Low-Nox-polttimet, Sähkösuodin, Märkämenetelmä 33,00 POR2.9
YHT. 1979,00 TJ/a
605 5897 67,3 8297,00 KHIIL0.2
Sekoitus-poltin
46 5,5 Sähkösuodin, Märkämenetelmä 36,00 POR0.9
YHT. 8333,00 TJ/a
560 4310 49,2 5777,80 KHIIL0.8
Sekoitus-poltin
21 3,6 Sähkösuodin, Märkämenetelmä 59,00 POR2.4
YHT. 5836,80 TJ/a
2465 12209 34,8 17428,80 TJ/a 98,1 5,6 mg/MJ
käyttötunneilla painotettu yhteisominaispäästö: 5,50 mg/MJ
Sekä sähkösuodattimella että kuitusuodattimella varustettuja yli 500 MW:n hiilipö-lykattiloita on vain yksi, juuri edellä käsitelty Salmisaari B-voimalaitoksen kattila.
Ominaispäästö hiukkasille vuonna 1995 oli varsin pieni, noin 3 mg/MJ (taulukko 12).
Taulukko 12. Sähkösuodattimella sekä kuitusuodattimella varustettu polttoainete-holtaan yli 500 MW:n hiilipölykattila ja sen ominaispäästö (mg/MJpa) hiukkasille (lähtötiedot SYKEn VAHTI-järjestelmästä).
510,00 7805 89,1 11983,00 KHIIL0.8
Sekoitus-poltin
YHT. 12012,90 TJ/a
2,7 mg/MJ
Typenpoisto SCR-tekniikalla (selective catalytical reduction), sähkösuodatin sekä märkä rikinpoisto samassa savukaasulinjassa (v. 1995 vain yksi kattila Suomessa) johti 2 mg/MJ ominaispäästöön (taulukko 13).
Taulukko 13. Sähkösuodattimella sekä SCR:llä (katalyyttinen NOx:ien poisto) varus-tettu polttoaineteholtaan yli 500 MW:n hiilipölykattila ja sen ominaispäästö (mg/MJpa) hiukkasille (lähtötiedot SYKEn VAHTI-järjestelmästä).
Polttoaine-teho (MW)
Käyttötun-nit (h/a)
Käyttö-aste (%)
Polttoaine-kulutus (TJ/a)
Polttoaine Poltto-tekniikka
Päästö (t/a)
Omin.päästö (mg/MJ)
Rajoittamis-menetelmä 1300,00 4552 52,0 15400,00 KHIIL0.8
Sekoitus-poltin
32 2,1 Yläilman syöttö, Low-Nox-polttimet, Sähkösuodin, SCR, Märkämenetelmä 100,00 POR2.4
YHT. 15500,00 TJ/a
2,1 mg/MJ