Kaevandus- ja tööstusjäätmete uuringud ning nende taaskasutus

Eesti põlevkivi energeetilist ressurssi realiseeritakse tööstuslikult kahel viisil: (a) otsekasutuses põletamise teel või (b) kaudselt üle pürolüüsprotsessis toodetava õli. Selleks vajaliku põlevkivi kaevandamisel teisaldatakse karbonaatsed katendimaterjalid, maa-alusel kaevandamisel jätab kamberkaevandamistehnoloogia olulise osa maavararessursist väljamata, töötlemisel tekib mõlemal viidatud juhul suures mahus (vastavalt 4-5 ja kuni 1 milj tonni aastas) ohtlikke tahkjäätmeid. Esimesel juhul tekkivast tuhast taaskasutatakse 5-10%, teisel juhul ladustatakse praktiliselt kogu nn. poolkoks, väga piiratud on ka aheraine taaskasutus. Käesolev projekt on seotud põlevkivi otsekasutuse - esimese kasutusviisi arendamisega. Lisaks, on käivitunud/ käivitumas uuringud põlevkivi uue nn. hapnikus-põletamise (ingl. oxyfuel-põletamise) aluste väljatöötamiseks, mille käigus tekkivad uute omadustega tahkheitmed vajavad taaskasutamiseks või ladustamiseks detailset iseloomustamist, mis on põhimõtteliselt oluliseks komponendiks põhiprotsessi uuringute arendamisel.

Projekti eesmärgiks on saada teoreetilisi alusteadmisi põlevkivi põletamisel hapnikurikkamas põlemiskeskkonnas, mille tulemusena väheneb CO2 emissioon ja tõuseb elektritootmise efektiivsus. Oxy-fuel põletustehnoloogia kujutab endast rikastatud hapniku keskkonnas põletamist. Kui tava-line põlemisprotsess toimub õhu keskkonnas, mis peamiselt koosneb lämmastikust ning hapni-kust, siis oxy-tehnoloogia põlemiskeskkond koosneb peamiselt CO2-st ning O2-st. Põlevkivi põletamisel oxy-fuel tehnoloogiaga ehk kõrgendatud hapnikusisaldusega keskkonnas on võimalik vähemalt 70-80% tekkivast CO2 katlasse tagasi suunata. Vajadusel on seda CO2-te kergem kinni püüda CCS (Carbon Capture and Sequestration) tehnoloogia abil - tõsi see on hetkel kallis ja uurimisjärgus, ning pole Eesti jaoks prioriteetne, sest Eestis ei ole CO2 matmise võimalusi. Märkimist väärib ka asjaolu, et väljatöötatud keevkihtkatla kontseptsioon ei vaja olulisi muudatusi, seega oleks seda juba praegu võimalik olemasolevates kateldes põhimõtteliselt kasutada. Kivisöe puhul on oxy-fuel tehnoloogia leidnud positiivse vastukaja ja ka juhtivad katlatootjad propageerivad seda. Eesti põlevkivi puhul on see ainuke võimalik viis kuidas edasi minna, kuna tonni põlevkivi põletamisel tekib üks tonn CO2-te ja suure karbonaatmineraalide sisalduse tõttu on see paratamatu.

Projekti eesmärgiks on selgitada põlevkivitööstuse jäätmaterjali - hüdratiseeritud põlevkivituha HPKT - kasutusvõimalused lahustunud fosfaatide aktiiv-filtrina märgalapuhastites. Projekti raames planeeritud alus- ja rakendusuuringud keskenduvad HPKT-s toimuvate heitvees lahustunud fosfori sadestus-/adsorptsiooniprotsesside seaduspärasuste, mehhanismi ning saaduse füüsikalis-keemiliste omaduste selgitamisele, samuti selle filtermaterjali sidumisefektiivsuse dünaamika väljaselgitamisele varieeruvatel koormustel ning erinevate sadestusprotsessi inhibiitorite juuresolekul.