Kaasunpuhdistus korkeassa lämpötilassa ja paineessa kaasuturbiineja varten:Kirjallisuuskatsaus

Kiiinteiden polttoaineiden paineistettuun leijukerrospolttoon tai kaasutustekniikkaan perustuvien kaasuturbiinivoimalaitosten teollisessa toteutuksessa on suurin ongelma korkeassa lämpötilassa ja paineessa tapahtuva kaasunpuhdistus. Kirjallisuustutkimuksessa keskitytään hiukkasten ja alkalimetallien aiheuttamiin ongelmiin sekä niiden poistoon kuumista savukaasuista ja kaasutuksen tuotekaasuista. Eroosion takia on kaasuturbiiniin johdettavan kaasun hiukkaspitoisuutta alennettava. Arviot vaadittavasta puhtaustasosta vaihtelevat huomattavasti. Eräiden lähteiden mukaan maksimihiukkaspitoisuus on 100 - 200 ppm. Yli 10 mm:n hiukkasia saa olla korkeintaan 1 ppm ja yli 5 mm:n korkeintaan 10 ppm. Myös alkalimetalleista ja korroosio-ongelmista on monenlaisia käsityksiä. Kaasutuksen ja leijukerrospolton kaasunpuhdistustavat poikkeavat toisistaan monessa suhteessa. Kaasutukseen perustuvissa kaasuturbiiniprosesseissa voidaan kaasu puhdistaa myös konventionaalisella matalalämpötilapuhdistuksella. Puhdistettavan kaasun tilavuusvirta on vain noin 15 - 35 % leijukerrospolton kaasuvirrasta. Kaasutuksen hiukkasten hiilipitoisuus on yleensä 30 - 70 paino-%, kun leiju- kerrospoltossa on hiukkasissa palamatonta hiiltä alle 5 paino-%. Kaasutuskaasun kuumapuhdistuksen erityisongelmia ovat tervamaiset epäpuhtaudet sekä tietyissä lämpötiloissa hiiltä synnyttävät reaktiot. Kuumassa tilassa toimivista puhdistuslaitteista on vain sykloneista teollisen mitan kokemuksia kaasuturbiinikäyttöä vastaavissa oloissa. Perinteisten syklonien pienten partikkelien erotuskyky on kuitenkin liian huono. Kehitettyjen tehomultisyklonien käyttöön paineistetussa tilassa taas liittyy vielä selvittä- mättömiä kysymyksiä. Muista puhdistusmenetelmistä pidetään lupaavimpina keraamisia suodattimia. Myös sähkösuodatinten käytöstä alle 800 °C:n lämpötiloissa on saatu rohkaisevia tuloksia. Metallisuodatinten käyttö rajoittunee alle 500 - 700 °C:n lämpötiloihin. Kulumisongelmien takia kehitteillä olevissa raesuodattimissa on materiaaliongelmia ja raekerroksen puhdistusvaikeuksia.