Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints

3 Theoretischer Teil
Tabelle 3.2: Einsatzbereich verschiedener Werkstoffe für heißes Hochdruckwasser mit Sauerstoff und
Säure [Bou-2001, Bou-1999, Kri-1999]. ++ = ausgezeichnete Korrosionsresistenz, + = geeignet, (+) =
bedingt geeignet, - = ungeeignet. 1) ab 400 °C Korrosion, 2) ab 350 °C Korrosion, 3) ab 250 °C Korrosion,
4) bei ρ < 200 kg m -3 korrosionsstabil, 5) in verdünnter Phosphorsäure 0,5 % (g g -1 ) keine messbare Korrosion,
bei 1,5 % (g g -1 ) starke Korrosion, 6) in [Kri-1999] kein expliziter Temperaturbereich angegeben,
Korrosionsverhalten gilt vermutlich für unter- und überkritische Bedingungen, 7) ab 420 °C Korrosion,
8) ab 300 °C Korrosion.
Temperatur Säure Ti Nb, Ta
Material
Ni-Basislegierung Au, Pt 6) ZrO2 Al2O3
H3PO4 + (+) 2) + + + +
T < Tc H2SO4 + (+) 2) (+) 3) + - -
HCl + (+) 2) - - + (+) 8)
H3PO4 - 1) - (+) 5) + + +
T > Tc H2SO4 - 1) - (+) 4) + - -
HCl ++ - (+) 4) - (+) 7) -
Üblicherweise ist im SCWO-Prozess selbst bei neutralem Feed spätestens im Reaktor von
sauren Verhältnissen auszugehen; hier entstehen bei der Totaloxidation aus organischen
Heteroatomen Mineralsäuren. Durch Zusatz von basischen Substanzen wie NaOH reagieren
die Mineralsäuren zu ihren Salzen [Tes-1999]. Nach Kritzer et al. verbessert sich für neutrale
Lösungen die Korrosionsstabilität von Nickelbasislegierungen (z. B. Inconel 625 und
Hastelloy C-276), hochreinem Al2O3 und CeO2-stabilisiertem ZrO2 in heißem Hoch-
druckwasser [Kri-1999]. Lediglich die Anwesenheit von Chloridionen sorgt bei Nickelbasis-
legierungen für Lochfraß-Korrosion. Nach Untersuchungen von Kaul sind in Sauerstoff-
anwesenheit Iridium, Kupfer und Palladium in unter- und überkritischem Wasser ebenfalls
stabil [Brö-1999, Kau-1999]. Der gleichzeitige Einfluss von Sauerstoff und Säuren oder
Salzen wurde nicht untersucht. In alkalischer Lösung sind Nickelbasislegierungen zwar bei
unterkritischen Bedingungen (auch in Chloridanwesenheit) stabiler als in saurer Lösung, im
überkritischen Bereich tritt jedoch mit NaOH massive Korrosion auf. Hier sind ZrO2-
Keramiken vorzuziehen, die gegen überkritische NaOH-Lösung gute Korrosionsresistenz
zeigen. Al2O3-Keramiken sind nicht geeignet.
In Sauerstoffabwesenheit werden Ni-Basislegierungen in heißem Hochruckwasser deutlich
weniger stark von HCl angegriffen und es tritt kein Lochfraß auf. Lösungen von H2SO4 oder
SO4 2- korrodieren diese auch ohne Sauerstoff. In NaOH- und H3PO4-Lösungen hingegen sind
Ni-Basislegierungen korrosionsstabil [Kri-1999]. Iridium, Silber und Palladium sind bei
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