Kivihiilivoimalaitoksissa käytössä olevat savukaasun puhdistusjärjestelmät määrittävät, kuinka paljon ja millaisia hiukkasia ilmakehään vapautuu. Fanni Myllärin väitöskirjassa tehdyissä mittauksissa selvisi, että uusia hiukkasia muodostuu vielä ilmakehässä. Tutkimus parantaa merkittävästi ymmärrystä kivihiilen polton ilmakehävaikutuksista.

​Jotta hiilidioksidipäästöjä voidaan pienentää, voimalaitoksilta vaaditaan toimenpiteitä fossiilisten polttoaineiden käytön vähentämiseksi. Diplomi-insinööri Fanni Mylläri tutki väitöskirjassaan hiilen ja hiili-pellettiseoksen pölypolton vaikutuksia kattilasta ilmakehään siirtyviin hiukkasiin sekä öljyseosten vaikutusta hiukkasten ilmakehärelevantteihin ominaisuuksiin.

– Näin yksityiskohtaista voimalaitoksen hiukkaspäästöjen mittausta ei ole suoritettu aikaisemmin. Erikoiseksi mittaukset teki yhtäaikainen hiukkasmittaus voimalaitoksen tulipesästä, piipusta ja ilmakehästä, Fanni Mylläri kertoo.

– Testasimme seitsemää eri polttoaineseosta, joista kaksi valittiin savukaasupuhdistimien vaikutustutkimuksiin. Helikopterilla suoritetut mittaukset ajoitettiin savukaasupuhdistimien ohitustilanteisiin ja puhdistimien normaalin käytön ajalle, Mylläri sanoo.

Mittauksissa selvisi, että pelletin lisäyksen seurauksena kattilassa muodostui enemmän nokea verrattuna pelkän hiilen polttoon. Vieläkin merkittävämpi tulos oli se, että savukaasupuhdistimet määrittivät hyvin pitkälti voimalaitoksen piipusta tulevien hiukkasten pitoisuuden ja kemiallisen koostumuksen.

– Savukaasun puhdistusjärjestelmistä huolimatta savukaasuun jäljelle jääneet yhdisteet reagoivat ilmakehässä muodostaen uusia hiukkasia, jotka pystyttiin havaitsemaan helikopteriin asennettujen mittalaiteiden avulla, Mylläri kertoo.

Mylläri tutki myös öljyseoksia polttavan huipputehokaukolämpölaitoksen ilmaan vapautuvien hiukkasten hygroskooppista kasvua ja haihtuvuutta. Öljynpoltosta muodostuneiden hiukkasten hygroskooppiseen kasvuun vaikuttavat ominaisuudet riippuvat tutkimuksen mukaan vahvasti öljyn rikkipitoisuudesta.

– Savukaasun hiukkasten ominaisuuksiin voidaan siis vaikuttaa merkittävästi polttoainevalinnoilla, mikä kannattaa muistaa myös tulevaisuuden teknologioita suunnitellessa ja käytettäessä, väittelijä painottaa.

Tutkimuksessa tehdyt kokeet suoritettiin yhteistyössä TTY:n aerosolifysiikan yksikön, Ilmatieteen laitoksen, Metropolia ammattikorkeakoulun, HSY:n, VTT:n, Valmet Oy:n, Helen Oy:n ja Dekati Oy:n kanssa. Tutkimusta ovat rahoittaneet TTY:n tohtorikoulu, TEKES MMEA-projektin kautta sekä Strategisen tutkimuksen neuvosto EL-TRAN -hankkeen kautta. Strategisen tutkimuksen neuvosto toimii Suomen Akatemian yhteydessä. Tutkimusta ovat tukeneet myös KAUTE Säätiö ja Tekniikan edistämissäätiö.

Väitöstilaisuus perjantaina 5.10.2018

Diplomi-insinööri Fanni Myllärin aerosolifysiikan alaan kuuluva väitöskirja From Boiler to Atmosphere: Effect of Fuel Choices on Particle Emissions from Real-Scale Power Plants (Kattilasta ilmakehään: polttoainevalintojen vaikutus voimalaitosten hiukkaspäästöihin) tarkastetaan julkisestiTampereen teknillisen yliopiston (TTY) teknis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa perjantaina 5.10.2018 kello 12.00 alkaen Sähkötalon salissa SA203 (Korkeakoulunkatu 3, Tampere). Vastaväittäjänä toimii erikoistutkija Ari Leskinen Ilmatieteen laitoksesta. Tilaisuutta valvoo Associate professor Topi Rönkkö TTY:n fysiikan laboratoriosta.

Fanni Mylläri on kotoisin Kuopiosta ja työskentelee tällä hetkellä aerosolifysiikan tutkimusyksikössä TTY:llä.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-4214-5

Lisätietoja: Fanni Mylläri, puh. 040 198 1181, fanni.myllari@tut.fi