3M™ Liqui-Cel™ Membrankontaktoren für die Strom- und Dampferzeugung

Die Kontrolle des Gehalts an gelöstem O₂ und CO₂ ist für den Betrieb eines Kraftwerks von entscheidender Bedeutung. Beide Gase sind korrosionsfördernd und können zu einem vorzeitigen Ausfall von Rohrleitungen oder Komponenten beitragen. Dies wiederum beeinträchtigt die Leistung des Dampfkessels. Für derartige Probleme stellt der Korrosionsschutz mit Membrankontaktoren eine ideale Lösung dar. Ein hoher Gehalt an Kohlenstoffdioxid kann die Ionengesamtbeladung im Wasser erhöhen, was sich negativ auf die Wirksamkeit von Reinigungstechniken durch Ionenaustausch auswirkt.

In der Vergangenheit gehörten Vakuumkolonnen, Entkarbonisierungsanlagen und Chemikalieneinspritzungen zu den üblichen Methoden, um die Gase im Speise- und Nachspeisewasser für Kraftwerke, Abhitzedampferzeuger (auch Abhitzekessel, AHK) und andere Anlagen mit Kesselwassersystemen zur Dampferzeugung zu kontrollieren. Diese Maßnahmen sind jedoch oft weniger effizient und erfordern einen höheren Wartungsaufwand sowie den Umgang mit großen Mengen an Chemikalien.

Korrosionsprodukte können sich ablagern und kleine für den Stromerzeugungsprozess erforderliche Geräte verstopfen, was zu Problemen bei der Wärmeregulierung oder Wasserqualität führen kann. Oder sie werden im zurückgewonnenen Kondensat zum Dampfkessel zurücktransportiert, wo sie dann die Leitfähigkeit des Kesselwassers erhöhen. Das Einspritzen von Sauerstoff-Scavengern nach dem Dampfentgaser ist ebenfalls eine häufig angewandte Methode. Die Lagerung der Scavenger auf dem Anlagengelände ist jedoch mit Gesundheitsrisiken verbunden. Zudem sind sie oft kostspielig und erhöhen die Leit- und Wärmeleitfähigkeit des Kesselwassers. Das Zurückfließen von Korrosionsprodukten in den Kessel und der Einsatz großer Mengen an Chemikalien kann ein häufigeres Abschlämmen erforderlich machen. Das erhöht den erforderlichen Einsatz von Nachspeisewasser und den Energieverbrauch. Zudem führt die Verschmutzung der Wärmeaustauschflächen des Kessels durch Korrosionsprodukte zu einer geringeren Betriebsleistung und einem möglichen Ausfall der Kesselrohrleitungen. Die Entlüftung des Kesselspeisewassers mit 3M™ Liqui-Cel™ Membrankontaktoren schützt Ihre Betriebsanlagen vor Korrosion und Lochfraß.

Mit entsprechend konstruierten Membrankontaktorsystemen für die Stromerzeugung kann eine Sauerstoffentfernung bis zu einem Gehalt von 1 ppb erreicht werden. Herkömmliche Vakuumkolonnen und Dampfentgaser erreichen bestenfalls einen Gehalt von 7 ppb. 3M Produkte ermöglichen also einen vergleichsweise geringeren Einsatz von Sauerstoff-Scavengern während des normalen Betriebs und sorgen dafür, dass weniger hohe Dosierungen erforderlich sind, wenn der Entgaser nicht verfügbar ist. Weil mit 3M™ Liqui-Cel™ Membrankontaktoren ein niedrigerer Sauerstoffgehalt erreicht werden kann, können die Dampfentgaser zum Vorheizen und Speichern des Speisewassers anstatt zum Dampfentlüften eingesetzt werden. Wenn der Entgaser weniger häufig zum Entlüften verwendet wird, kann dies bei einem Kraftwerk erhebliche Kosteneinsparungen ermöglichen.

Der reduzierte Gehalt an gelöstem CO₂ verringert die Ionengesamtbeladung im Wasser und erhöht so die Wirksamkeit von Reinigungstechniken durch Ionenaustausch. Dadurch kommt das Kraftwerk mit weniger Regenerationszyklen für das Ionenaustausch-Harzbett aus, was die Standzeit der Deionisieranlage verlängert. Das wiederum spart Zeit und Kosten. Kraftwerke, die bisher Ätzmittel zur Einstellung des pH-Werts in Umkehrosmoseanlagen verwendet haben, können möglicherweise stattdessen Membrankontaktoren für die Dampferzeugung dafür einsetzen und so den Gebrauch von Chemikalien in der Anlage reduzieren.

Die zur Entgasung eingesetzten 3M™ Liqui-Cel™ Membrankontaktoren erzielen zuverlässig sehr niedrige Konzentrationen gelöster Gase und erfordern im Gegensatz zu anderen Entgasungsmethoden keine Chemikalien. Sie sind auch eine geeignete Lösung für mobile Wasseraufbereitungssysteme, bei denen der verfügbare Platz begrenzt ist.