Download - Abwasser besser Nutzen - EcoServe
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Wasserchemie in der Kehrichtverbrennung - Abwasser besser Nutzen
Peter HeusserOlten, 2020
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H2O
Motivation Energie:
Cp= 4,184 kJ/(kg·K)
ΔHv = 2257 kJ/kg
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Wasser Dampf System
Kühlwasser
Quench- und Waschwasser (RGR)
Ab-Wasser
Wasser im Müll / im Rauchgas
…..
Kaffee, Wein, Bier, ……
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Inhalt:
- Wasserbilanz
- Geschlossene Wasserkreisläufe
- Offene Wasserkreisläufe
Korrosion /Ablagerungen:
- Arten der Korrosion
- Relevante Komponenten im Wasser
- Beispiele
Schlussbemerkung
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Wasserbilanz
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Geschlossene Kreisläufe
Wasser-Dampf-Kreislauf:
- Hohe Temperaturen und hohe Drücke
Entmineralisiert -> Keine Ablagerungen pH > 9 -> Keine Korrosion
- Hohe Qualitätsstandards mit minimaler Fluktuation
- Online Messung von wichtigen Parametern zum Schutz der Anlage
- Viel Erfahrung vorhanden, StandardKraftwerkstechnik / Kesselbau und Turbinenbetrieb
- EN 12952-12 / VGB R 450 LE / EPRI
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Geschlossene Kühlkreisläufe
- Turbinenkühlung / Allgemeine Maschienenkühler / Schurrenkühlung / etc.
- Erhöhte Temperaturen und Drücke
- Enthärtetes Wasser / ev. Demineralisiertes Wasser (Keine Ausfällung im angewanten Temperaturbereich)
- pH > 9 -> Korrosionsschutz
- Frostschutz (Glycol, etc.) -> Gefrierschutz bei teilweiser Verlegung im Aussenbereich
Geschlossene Kühlkreisläufe
Parameter Einheit Betriebswert Alarm Überprüfung
Spezifische Leitfähigkei μS/cm < 40 100 Wöchentlich
pH - 9.0 – 10.0 < 9.0 und >10.0 Wöchentlich
Eisen als Fe mg/kg < 0.5 2 Monatlich
Kupfer als Cu mg/kg - 1 Monatlich
Härte mg/kg als
CaCO3
< 2 - Monatlich
Chlor als Cl mg/kg < 0.1 - Monatlich
Sauerstoff mg/kg < 0.02 < 0.5 Monatlich
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Offener Kreislauf
• Generell Kaltwassersysteme mit tiefen Drücken
• Standortspeziefische Versorgung mit hohen Fluktuationen in Qualität
• VGB R-455
Messung von pH, Leitfähigkeit, Härte
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Korrosion
Materialauswahl für Rohrleitungen:
– Thermo-mechanischer Belastung(Medium, Druck, Temperatur, Fliessgeschwindigkeit)
– Erfahrungen von anderen Anlagen / Goodengineering practice
– Die detailierte chemische Zusammensetzung wird oft nicht berücksichtigt
Konsquenzen:
– Ausfallgefahr dieser Rohrleitungssysteme, und damit Risiko des kompletten Betriebsausfalls
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Korrosion
Folgend die Basis von Korrosionsmechanismen, gefolgt von einer Überprüfung der Schlüsselkomponenten der Wasserzusammensetzung, die die Korrosionsneigung des Wassers erhöhen.
Für Kühlwasserleitungen wird meist Kohlenstoffstahl gewählt
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Korrosion im Wasser
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Wasserzusammensetzung
Gase:
- CO2 gelöst
- Sauerstoff
- Stickstoff, andere Gase (H2S, CH4,…)
Salze:
- Gelöste Ionen
- Schwebwstoffe
- Unlösliche Stoffe
- Sonstiges: Organisches: biologischer Abbau aus pflanzlichem und tierischem Leben
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Analysen
Wasserzusammensetzung -> Wasserkorrosionstendenz
• Hartes Wasser: Tendenz zur Ablagerung
• Weiches Wasser: Säure- und Korrosionsneigung
Schlüsselparameter für die Vorhersage der Wasserverhaltenstendenz
• T °C, pH, Bicarbonat [HCO3-], Calcium [Ca2
+] Leitfähigkeit (TDS), Chlorid [Cl-], Sulfat [SO4
2-], Sauerstoff
---> Korrosionstendenz-Berechnung
• pH-Wert -- Erforderlicher pH-Wert, damit sich Wasser unter bestimmten Bedingungen im Gleichgewichtszustand befindet
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Wasserzusammensetzung• Langelier-Index (Sättigungsindex)
LSI = pH – pHs
«Der Sättigungsindex ist ein Indikator für die Richtungstendenz und die treibende Kraft, aber kein Mass für die Korrosionstendenz von Wasser.»
• Ryznar-Index (oder Stabilitätsindex) R = 2 pHs - pH Repräsentativ aus experimentellen Tests an Kohlenstoffstahl für in Bewegung befindliche Flüssigkeiten, Bewertung des Maßes an Ablagerungen Korrosion
• Larson-IndexBewertung der Korrosionstendenz von Kohlenstoffstahl aufgrund von [SO4
2-] und [Cl-]
Indizes geben nur einen Hinweis auf die Korrosionstendenz bei Verwendung von Kohlenstoffstahl
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Beispiel
Ablagerungen in Rohwasserversorgung
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Biologie
VGB R-455 P, Abs. 3.2.3.4: MikrobiozideAbs. 5.2: Überwachung
42. BImSchV: „Legionellenverordnung“Kühlturm > 200 MW
Verdunstungskühler (<200 MW)Schulung: -> VDI 2047 / 6022
Entkeimung:- Natrium-Hyperchlorit, Chlor, Brom, Ozon, …
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Biologie
Konzentrationen: (42 BImSchV)
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Wasserchemie