search query: @keyword ongelmajätteen poltto / total: 1
reference: 1 / 1
« previous | next »
Author:Kortelainen, Matti
Title:Matalapaineiseen epätasapainoplasmaan perustuvan polttolaitteen mallinnus ja diagnostiikka
Modelling and diagnostics of an incineration device based on low-pressure non-equilibrium plasma
Publication type:Master's thesis
Publication year:2006
Pages:80      Language:   fin
Department/School:Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto
Main subject:Ydin- ja energiatekniikka   (Tfy-56)
Supervisor:Salomaa, Rainer
Instructor:Tiitta, Antero
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark TF80     | Archive
Keywords:inductively coupled plasma
ion exhange resin
toxic waste incineration
induktiivisesti kytketty plasma
ioninvaihtohartsi
ongelmajätteen poltto
Abstract (fin):Ydinvoimaloissa ensiöpiirin vettä puhdistetaan yleisesti ioninvaihtohartsilla.
Käytössä kontaminoitunut hartsi voidaan polttaa epätasapainoisessa happiplasmassa, jolloin jätteen massa pienenee merkittävästi ja se menettää orgaanisen luonteensa.
Epätasapainoplasmassa ionien ja taustakaasun lämpötilat voivat jäädä riittävän alhaisiksi, jotta hartsin sisältämät radionuklidit eivät merkittävästi höyrysty.
Tällöin radionuklidit saadaan kerättyä talteen ilman suurta määrää uutta, kontaminoituneista suodattimista muodostuvaa jätettä.
Tämän diplomityön tavoitteena on esittää malli, mittauslaitteisto ja mittausmenetelmiä tällaisen polttolaitteen suunnittelemiseksi ja polttoprosessin tehokkuuden määrittämiseksi.

Polttokammio on lasista tehty sylinteri, ja sen ympärille on kiedottu helikaalinen kuormituskela.
Plasmaan syötetään tehoa radiotaajuusgeneraattorista sovitinpiirin kautta kuormituskelalla.
Polttokaasuna käytetään joko puhdasta happea, tai happi-argon -seosta, alle millibaarin paineessa.

Plasma kytkeytyy kelaan induktiivisesti, jolloin purkaukselta odotetaan korkeampaa elektronitiheyttä ja siten tehokkaampaa polttoa kuin kapasitiivisesti kytketyltä plasmapurkaukselta.
Induktiivista kytkentää mallinnetaan ilmasydämisenä muuntajana, missä ensiöpiirinä on kela ja toisiopiirinä on plasma.
Induktiivisen kytkennän lisäksi plasma kytkeytyy kelaan kapasitiivisesti, mikä huomioidaan kytkennän mallinnuksessa muuntajalle rinnakkaisena haarana.
Yksinkertaisesta nolladimensioisesta plasman tasapainomallista saadaan hiukkastiheydet ulkoisten parametrien funktiona.
Malli ennustaa puhtaalla hapella optimistisilla oletuksilla noin 350 g/h hartsin polttonopeuden.
Happi-argon -seoksella saadaan vielä hieman suurempi polttonopeus, ja optimaalinen polttoalue on kaasujen seossuhteessa laaja.

Kelan jännite ja virta mitataan asianmukaisilla antureilla, joiden signaalit luetaan oskilloskoopilla.
Näin saadaan kelan yli oleva jännite, kelassa kulkeva virta ja kelasta plasmaan siirtyvä teho.
Plasman optisesta emissiospektristä voidaan arvioida kaasun ja erityisesti viritystilojen koostumusta purkauksessa, sekä purkauksen elektronien tiheys ja kaasun lämpötila.
Palokaasujen koostumus voidaan nähdä ohjaamalla pieni osa kaasuista massaspektrometriin, jota voidaan siten käyttää polttoprosessin etenemisen seurantaan.
Kaasun paine on tärkeä parametri purkaukselle, ja sitä mitataan useasta kohdasta laitteistoa.

Kokeiden aikana törmättiin muutamiin käytännön ongelmiin.
Polttokammion jäähdytystä jouduttiin parantamaan huomattavasti suunnitellusta.
Plasmapurkaus levisi tyhjöputkiin polttokammion ulkopuolelle, minkä aiheuttamaa haittaa rajoitettiin käyttämällä teräsputkia.
Muun muassa edellä mainittu plasmapurkaus aiheutti mittalaitteissa häiriöitä, joita saatiin eliminoitua parantamalla laitteiston maadoitusta.

Induktiivisesti kytketyn plasman mooditransitio ja kapasitiiviseen purkaukseen verrattuna suurempi elektronitiheys havaittiin kokeellisesti.
Odotusten mukaisesti argonpurkaus oli kirkkaampi ja siirtyy induktiiviseen moodiin pienemmällä teholla kuin happipurkaus.
Kelan kierrostiheyttä kasvattamalla saatiin homogeenisempi plasma.

Käyttämättömän ioninvaihtohartsin massasta noin puolet on vettä, mikä havaittiin myös kokeellisesti kuivaamalla hartsia uunissa.
Hartsin polton kokeiluissa havaittiin, että purkauksen kannalta on edullisempaa syöttää jatkuvasti hartsia purkaukseen kuin syöttää polttokammioon pieni kertalataus ennen purkausta.
ED:2006-09-27
INSSI record number: 32421
+ add basket
« previous | next »
INSSI