Neuer umweltfreundlicher Korrosionsinhibitor für H2O/LiBr - Absorptionskälteanlagen

Abstract

Industrieanlagen und Kraftwerke produzieren in der Regel größere Mengen von Prozesswärme, die als Abwärme an die Umgebung verloren geht. Eine Möglichkeit diese Prozesswärme effektiv zu nutzen, ist der Einsatz von Absorptionskälteanlagen. Die momentan eingesetzten Absorptionskälteanlagen werden mit den Stoff¬paaren Wasser/LiBr oder Wasser/NH3 betrieben.
Diese Nutzung von Salz und Wasser lässt die Komponenten einer Absorptionskälteanlage enormen korrosiven Belastungen unterliegen, die mittels Inhibitoren auf ein Minimum reduziert werden müssen. Die am häufigsten in solchen Anlagen genutzten Inhibitoren sind Chromate und Molybdate. Chromate besitzen jedoch kanzerogene Eigenschaften, sind giftig und dürfen ab September 2017 nicht mehr für LiBr-Lösungen eingesetzt werden.
Aufgrund dieser Einschränkungen besteht die dringende Notwendigkeit, neue Korrosionsinhibitoren als Ersatz für Chromate zu finden. Neben Nitraten, Phosphaten und anderen anorganischen und organischen Verbindungen wurden insbesondere Inhibitoren auf Basis von Molybdaten als wirksamer Ersatz vorgeschlagen. Derzeit gelten die molybdatbasierten Inhibitorsysteme innerhalb dieser neuen Systeme als effektivster Korrosionsschutz für die Anlagen. In den üblichen Anwendungskonzentrationen sind Molybdat- im Gegensatz zu Chromat-Inhibitoren ökologisch unbedenklich. Im Ergebnis eines vorangegangenen Projektes ist in neueren Anlagen bei Projektpartnern des ILK Dresden die Korrosions¬inhibierung von Lithiumchromat auf Lithium- bzw. Natriummolybdat umgestellt worden. Auch andere Firmen haben molybdatbasierte Inhibitorsysteme eingeführt. Die Inhibierung mit Molybdaten ist jedoch eine Entwicklung, deren Optimierung noch keineswegs abgeschlossen ist. So sind Molybdate zwar hochwirksame anodische Inhibitoren gegen Stahlkorrosion, sie sind jedoch nur wenig geeignet zum Schutz des auf Grund der guten Wärmeleitfähigkeit oft in den Anlagen verbauten Kupfers. Für die Inhibierung von Kupferkorrosion bieten sich mehrere Lösungen an, welche jedoch entweder patentrechtlich geschützt oder bisher nicht ausreichend untersucht sind.
In einem im Jahr 2015 gestarteten Projekt wurde am ILK Dresden ein neuer Korrosionsinhibitor für H2O/LiBr – Absorptionskälteanlagen entwickelt und getestet. Dieser Inhibitor weist gegenüber alleiniger Zugabe von Molybdaten deutlich bessere Korrosions¬schutzeigenschaften vor allem für Kupfer auf. Die korrosionsinhibierende Wirkung wurde elektrochemisch sowie durch Korrosionstest bestätigt. Außerdem wird der neue Inhibitor bereits erfolgreich in einigen Anlagen eingesetzt.
In der Präsentation werden die Ergebnisse der Labor- und Feldtests im Vergleich zu den derzeit verwendeten Inhibitorsystemen dargestellt und bewertet.

Stichwörter: Absorptionskälteanlagen, LiBr, Korrosion, Inhibitoren