Pölyvirtausuunin hiukkasparametrien laseravusteinen mittaus

Abstract

Kiinteää fossiilista polttoainetta käyttävää pölyvirtausuunia käytetään suoraan kiinteän polttoaineen pölypolttoon perustuvan kombiprosessin polttovaiheen tutkimiseen. Kombiprosessilla on materiaalien kehittyessä saavutettavissa 50%:n sähköntuotannon hyötysuhde. Ainoastaan vetypolttokennot tuottavat sähköä selvästi suuremmalla hyötysuhteella. Fossiilisten polttoaineiden lisäksi pölyvirtausuunissa voidaan käyttää myös muita kiinteitä, biomassaan perustuvia, polttoaineita. Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen lämpö- ja polttotekniikan laboratorio rakensi vuoden 1992 aikana uuden paineistetun pölyvirtausuunin laboratoriomallin. Tarkoituksena on tutkia eri polttoainetyyppien, lämpötilan, happipitoisuuden sekä paineen vaikutusta palamisnopeuteen, polttoaineen reaktiivisuuteen sekä kaasumaisen soodan ja potaskan syntymistä ja päästöjen absorpoitumista sorbentteihin. Polttoainehiukkasten polttoputkessa viipymä aika vaikuttaa toisioreaktioiden määrään koksin ja kaasujen välillä. Paineistetussa pölyvirtausuunissa polttoainehiukkasten nopeutta ei voida määritellä suoraan kaasunvirtausnopeudesta, vaan se on mitattava erillisellä mittalaitteella. Aluksi työssä tutkittiin erilaisia optisia menetelmiä mitata hiukkasten nopeutta ja tiheyttä. Tavoitteena oli löytää sopiva menetelmä hiukkasparametrien, ensisijaisesti nopeuden, mittaamiseen. Laitteen piti olla edullisempi ja helppokäyttöisempi kuin markkinoilta valmiina löytyvät kaupalliset mittalaitteet. Menetelmäksi valittiin kahteen lasersäteseen ja säteiden vaimentumisesta saatavan signaalin ristikorrelaation laskuun perustuva mittausmenetelmä. /Kir11