Väitöstyössään diplomi-insinööri Aino Leppänen yhdisti erilaisia laskentamenetelmiä soodakattilan likaantumisen tutkimiseen ja ongelmanratkaisuun yhteistyössä Valmet Powerin kanssa. Menetelmiä olivat laskennallinen virtausdynamiikka, kemiallinen tasapainolaskenta sekä aerosolidynamiikka.
Aino Leppänen (28) on kotoisin Jyväskylästä ja työskentelee tutkijana TTY:n kemian ja biotekniikan laitoksella voimalaitos- ja polttotekniikan tutkimusryhmässä.
Soodakattila on kemiallisen sellunvalmistusprosessin tärkein yksittäinen osa, ja sen toimintavarmuus on tärkeää koko sellutehtaan toiminnan kannalta. Jos nykyaikainen suuri soodakattila joudutaan ajamaan alas, tarkoittaa se koko sellunvalmistuksen pysähtymistä ja pahimmillaan miljoonaluokan tulonmenetyksiä jo yhden päivän aikana.
Soodakattilan toiminnassa haastavinta on tulla toimeen poltettavan mustalipeän suuren tuhkapitoisuuden kanssa. Kattilan kuumassa tulipesässä osa tuhkayhdisteistä höyrystyy ja kulkeutuu savukaasujen mukana kattilan lämmönsiirtoalueelle. Täällä savukaasujen jäähtyessä tuhkayhdisteet tiivistyvät muodostaen pienhiukkasia, joista osa kerääntyy lämmönsiirtopinnoille laskien kattilan lämmönsiirtotehokkuutta. Pahimmassa tapauksessa savukaasukanavat saattavat tukkeutua tuhkakerrostumista kokonaan tai tuhkan sisältämä kloori voi aiheuttaa putkistojen syöpymistä, jolloin soodakattila joudutaan pysäyttämään.
–Huolimatta soodakattiloiden pitkästä historiasta ei kaikkia kattilassa tapahtuvia ilmiöitä, kuten pienhiukkasten muodostumista, tunneta vielä täysin. Tähän vaikuttaa keskeisesti vaikeus mitata hiukkasia kuumista ja syövyttävistä savukaasuista, kertoo Aino Leppänen.
Hän kehitti väitöstyössään laskentatyökalua, jota on jo käytetty likaantumisen tutkimiseen todellisissa soodakattiloissa. Se on tuonut uusia näkökulmia tuhkayhdisteiden käyttäytymiseen.
–Laskennalliset työkalut voivat antaa tärkeää tietoa tuhkayhdisteiden käyttäytymisestä kokeellisen tiedon tueksi, Leppänen toteaa.
