Die Wärmequelle für den HTG inRauchgasbefeuerte LiBr-AbsorptionsanlagenEs handelt sich um Hochtemperatur-Rauchgas (typischerweise über 300°C), das aus Öl- oder Gasheizkesseln austritt.

1. Hauptursache: Schwefelsäure-Taupunktkorrosion

Wenn Hochtemperatur-Rauchgas durch das Wärmetauscherrohrbündel des HTG strömt, erhitzt es die LiBr-Lösung in den Rohren. Gleichzeitig kühlt sich das Rauchgas selbst ab. Sinkt die Rauchgastemperatur unter den Säuretaupunkt, treten Probleme auf: SO₂ im Rauchgas wandelt sich teilweise in SO₃ um. SO₃ verbindet sich mit Wasserdampf (H₂O) zu Schwefelsäuredampf (H₂SO₄).

Dieser Schwefelsäuredampf kondensiert unterhalb des Taupunkts auf Metalloberflächen (den Außenwänden von Wärmetauscherrohren) zu hochkonzentrierten Schwefelsäuretröpfchen. Diese durch kondensierte Schwefelsäure verursachte Korrosion wird als Schwefelsäure-Taupunktkorrosion bezeichnet. Sie stellt eine schwere Form der elektrochemischen Korrosion bei niedrigen Temperaturen mit extrem hohen Korrosionsraten dar.

2. Warum sind gewöhnliche Stähle (z. B. Kohlenstoffstahl) ineffektiv?

Kohlenstoffstahl (z. B. Q235): Zeigt in verdünnter Schwefelsäure praktisch keine Korrosionsbeständigkeit. Schwefelsäure reagiert rasch mit Eisen zu Eisensulfat, was zu beschleunigter Wanddickenreduzierung, Perforation und Anlagenausfall führt.

Gängiger Edelstahl (z. B. 304): Er ist zwar im Allgemeinen beständig gegen Säure-Laugen-Korrosion, weist jedoch eine geringe Beständigkeit gegenüber Schwefelsäure auf, insbesondere bei mittleren Konzentrationen. Chloridionen (die möglicherweise im Rauchgas oder in der Umwelt vorkommen) können ebenfalls Spannungsrisskorrosion verursachen.

3. Vorteile von ND-Stahl

Entwickelt für Schwefelsäure-Taupunktkorrosion

ND-Stahl (09CrCuSb) ist ein korrosionsbeständiger Stahl, der speziell für die Korrosion durch Schwefelsäure-Taupunkt entwickelt wurde. Er bekämpft diese spezifische Korrosion durch eine einzigartige Legierungszusammensetzung: Kernlegierungselemente: Kupfer (Cu) und Antimon (Sb).

Diese Elemente reichern sich in frühen Korrosionsstadien an der Stahloberfläche an und bilden eine dichte, stabile und gut haftende Schutzschicht aus Sulfatkorrosionsprodukten.

Diese Schutzschicht verhindert wirksam den weiteren Kontakt zwischen der Schwefelsäurelösung und dem Stahlsubstrat und verlangsamt so das Fortschreiten der Korrosion erheblich. Leistungsvergleich mit Kohlenstoffstahl:

Auf der Grundlage nationaler Normen und umfangreicher Ingenieurpraxis weist ND-Stahl unter identischen simulierten Schwefelsäure-Taupunktkorrosionsbedingungen eine mehr als zehnmal höhere Korrosionsbeständigkeit auf als gewöhnlicher Kohlenstoffstahl.

Dies bedeutet, dass ND-Stahlanlagen in vergleichbaren korrosiven Umgebungen eine um ein Vielfaches längere Lebensdauer erreichen können. Ausfallzeiten, Wartungskosten und Kosten für den Komponentenaustausch aufgrund von Korrosionsdurchbruch werden dadurch erheblich reduziert, was einen langfristig stabilen Betrieb der Anlage gewährleistet.