Hochtemperaturkorrosion in Müllverbrennungsanlagen : die Kinetik der Chlorfreisetzung als bestimmender Faktor

Die chlorinduzierte Hochtemperaturkorrosion verursacht in Müllverbrennungen hohe Kosten. Korrosionsraten bis zu 1 mm/1000h werden auf den eingebrachten Wärmetauschen (sog. Überhitzern) beobachtet. Dies führt zu Stillständen und Revisionen im jährlichen Takt. Die genauen Abzehrungsgeometrien konnten anhand einer Vielfalt von Proben untersucht werden. Eine klare Abhängigkeit der Korrosion von der Anströmung durch das Rauchgas (also auch dem Antransport an Chlorid-Partikeln) konnte gezeigt werden. Der Belag der Wärmetauscher besteht zum großen Teil aus Alkalichloriden, - sulfaten und Eisenoxiden. Verantwortlich für die Freisetzung des Chlors ist die Sulfatierungsreaktion, deren Kinetik ausführlich im Labor analysiert wurde. Die Oxidation des Schwefeldioxids zu -trioxid stellt sich als geschwindigkeitslimitierender Schritt dar. Eisenoxide funktionieren hierbei als Katalysator, wobei die katalytische Wirkung sich als annähernd linear zur hinzugegebenen Menge darstellte. Die Chlorfreisetzung stellte sich als unabhängig von der Wassermenge und als linear abhängig von der SO2-Menge da. Als zusätzlicher Nebeneffekt konnte die Korrosion auf in den Versuch eingebrachten Stahlproben analysiert werden. Die um ein Vielfach höhere korrosive Wirkung des Cl2 im Vergleich zum HCl konnte beobachtet werden. Der Anteil an Eisenoxid wirkt sich hierbei direkt auf die Korrosionsrate aus. Bis zu einem Anteil von etwa 10% stieg die Korrosionsrate mit dem Eisenoxid-Anteil, danach war ein starker Abfall der Korrosionsrate zu vermerken. Die Zeitabhängigkeit der Sulfatierung (Chlorfreisetzung) konnte mittels FTIR Messungen genauer analysiert werden und mit Hilfe einer Sulfatierungsrate in Abhängigkeit der Partikelgröße beschrieben werden. Aus den Untersuchungen ist es im Weiteren möglich, im Rahmen eines Modells von der Anlieferung an Chloriden durch das Rauchgas über die Chlorfreisetzung bis zur Korrosion das Korrosionspotential in Müllverbennungen abzuschätzen und somit möglicherweise langfristig auf die Korrosionsraten einwirken zu können