2016

2016


Teemu Heino, Joonas Kattelus, Matti Koski, Marko Kylä-Sipilä, Mari Laakso, Reijo Lylykangas, Eero Pekkola, Jouko Peltohaka, Joonas Remes, Tero Tulokas
A leap forward in gas burner technology
Teemu Heino, Joonas Kattelus, Matti Koski, Marko Kylä-Sipilä, Mari Laakso, Reijo Lylykangas, Eero Pekkola, Jouko Peltohaka, Joonas Remes, Tero Tulokas
Kiinalaisten asettaman vaatimuksen täyttäminen vaati perinteistä insinöörityötä ja poikkitieteellistä lähestymistä.
Matti Koski, Reijo Lylykangas, Jouko Peltohaka, Mari Laakso, Joonas Kattelus, Eero Pekkola, Tero Tulokas, Teemu Heino, Joonas Remes ja Marko Kylä-Sipilä.
A leap forward in gas burner technology

Kymmenhenkinen työryhmä palkittiin lahtelaiselle Oilon Oy:lle kehitetystä polttimesta, jolla savukaasujen sisältämien typen oksidien määrä saatiin pudotettua tasolle, jota pidettiin erittäin vaikeana saavuttaa. Samalla hyötysuhdetta voitiin nostaa, vaikka perinteisesti nämä tavoitteet sotivat toisiaan vastaan.

Oilon oli toimittanut voimalaitosten polttimia jo pitkään, ja vuosikymmenessä savukaasujen sisältämien typen oksidien (NOx) määrä oli saatu pudotettua 150 mg:stä sataan milligrammaan. Pekingissä tehtiin kuitenkin poliittinen päätös, että uusien kaasupolttimien on saavutettava kolmessa vuodessa alle 30 mg NOx -taso.

Maailmalla oli tehty poltinratkaisuja, joilla vaatimus voitiin täyttää; niissä käytettiin savukaasujen kierrätystä sekä ammonium-yhdisteiden ruiskutusta savukaasuun. Näillä menetelmillä polton hyötysuhde laski ja käyttökulut kohosivat huomattavasti.

Kiinalaisten 2013 asettama vaatimus tuntui vaikealta tavoittaa, mutta työryhmä lähti innolla ratkaisemaan ongelmaa katalyyttisen puhdistuksen keinoin. Se vaati perinteistä insinöörityötä ja poikkitieteellistä lähestymistä, sillä virtaustekniikka, palamisen kemia, materiaalit, katalyysi ja erityisesti automatiikka piti saada sellaisiksi, että polttoa ja sen jälkeisiä tapahtumia voidaan hallita tarkasti ja nopeasti.

Polttimen jälkeen savukaasut kulkevat kuutiometrien kokoiseen katalysaattoriin, jossa haitalliset yhdisteet reagoivat keskenään hapetus-pelkistysreaktiossa. Se hajottaa typen oksidit ja samalla savukaasujen lämpötila kohoaa. Samasta maakaasumäärästä saadaan siis maksimaalinen energiamäärä kattilalle.

Valtavat markkinat

Tehokkaan, puhtaan palamisen ansiosta sama kaasumäärä tuottaa enemmän energiaa, eikä ammoniakin tai urean tapaisia apukemikaaleja tarvita. Nämä seikat tekevät polttimen käyttökustannuksiltaan edulliseksi, jolloin korkeammat investointikustannukset kuoletetaan kohtuullisen nopeasti.

Oilon on tehnyt palkinnon jakohetkellä jo 700 MW edestä uutta teknologiaa edustavien polttimien kauppoja. Tuotekehitykseen sijoitetut panostukset ovat jo osapuilleen maksaneet itsensä takaisin, ja monet suuret markkinat ovat vasta avautumassa. Kiinassa siirrytään mahdollisuuksien mukaan kivihiilestä maakaasuun ainakin niissä laitoksissa, jotka sijaitsevat asutuskeskuksien läheisyydessä.

Kaliforniassa on jo aiemmin vaadittu 30 mg NOx -tasoa, mutta siellä polttimet käyttävät erilaista tekniikkaa, jolloin niiden hyötysuhde on huono, järjestelmä on monimutkaisempi ja investointi suurempi. Laitoksien modernisoinnit olisivat siis todennäköisiä, ja toisaalta myös yksityiset yritykset saattavat imagosyistä siirtyä vähäpäästöisiin polttimiin.

Länsi-Euroopan suurkaupungeissa päästörajana on yleisesti 100 mg, mutta se voi myös lähivuosina alentua. Silloin laitoksilta vaadittaisiin parasta saatavilla olevaa teknologiaa (BAT), ja se avaisi suuret markkinat myös EU:n sisällä.

Laaja tutkimus- ja kehitystyö sai tukea teknologian kehittämiskeskus Tekesiltä. Myös yrityksen omistajat uskoivat projektin onnistumiseen ja uskalsivat sijoittaa suunnitteluun ja koelaitteistoihin huomattavan panoksen. Ensimmäisten kolmen ison, 58 MW:n poltinratkaisujen toimitus vaati erityistä rohkeutta, koska laboratoriossa oli mahdollista kehittää tätä teknologiaa vain 5 megawattiin asti.

Tutustu palkittuihin henkilöihin ja heidän innovaatioihinsa.Jatka valitsemalla vuosi.