Biomassojen polton pienhiukkaspäästöihin kiinnitettävä huomiota

Kimmo Salvén - 11.3.2010 - 10:05:26

Tuotettuun energiamäärään suhteutettuna puun poltossa muodostuu merkittävästi suurempi pienhiukkaspäästö kuin raskaan polttoöljyn poltossa. Öljyn käyttöä ollaan kuitenkin korvaamassa merkittävissä määrin puunpoltolla. Tällä voi olla nykyisillä poltto- ja suodatustekniikoilla haitallisia vaikutuksia ulkoilman laatuun, todetaan tuoreessa diplomi-insinööri Olli Sippulan väitöstutkimuksessa.

Sippula tutki väitöstyössään pienhiukkasten muodostumista, ominaisuuksia ja päästöjä pienissä kaukolämpökattiloissa sekä kiinteistökohtaisissa lämmityskattiloissa ja pellettipolttimissa.

Tutkimuksen mukaan merkittävin yksittäinen pienhiukkasia muodostava aine on biomassoissa runsaasti esiintyvä kalium. Polttoaineen tuhkan koostumuksella havaittiin olevan merkittävä vaikutus kaliumin vapautumiseen ja syntyviin pienhiukkaspäästömääriin sekä hiukkasten kemialliseen koostumukseen. Päästöjä kasvattaa myös epätäydellinen palaminen, jossa pienhiukkasiin syntyy alkuainehiiltä eli nokea ja orgaanista ainetta. Näitä epätäydellisen palamisen tuotteita syntyy erityisesti puun panospoltossa, mutta vain pieniä määriä esimerkiksi moderneissa pellettiä polttavissa laitteissa.

Pienhiukkaspäästö muodostui pääosin polttoaineesta höyrystyneestä epäorgaanisesta aineesta eli höyrystyneestä tuhkasta. Pienhiukkaspäästöjä voidaan vähentää parantamalla polttotekniikkaa, vaikuttamalla polttoaineen tuhkan ominaisuuksiin sekä käyttämällä savukaasunpuhdistimia. Väitöstutkimuksessa havaittiin, että niin sanotulla kaasutuspolttotekniikalla päästöjä syntyy vähemmän kuin perinteisellä arinapolttotekniikalla. Myös optimaalisilla polttoaineseoksilla sekä lisäaineilla voidaan vaikuttaa tuhkan käyttäytymiseen ja tällä tavalla vähentää päästöjä.

Polttoprosessin kehittämisen lisäksi tulisi kiinnittää huomiota myös erilaisiin suodatustekniikoihin. Tutkimuksessa havaittiin sähkösuodattimen olevan tehokas tapa savukaasujen puhdistamiseen, sen todettiin poistavan jopa yli 90 prosenttia pienhiukkasista.

Diplomi-insinööri Olli Sippulan väitöskirja Fine Particle Formation and Emissions in Biomass Combustion (Pienhiukkasten muodostuminen ja päästöt biomassan poltossa) tarkastetaan Itä-Suomen yliopistossa 18.3.2010.