Einsatz von DEHA im Dampfkessel: Flüchtiger Sauerstofffänger für ganzheitlichen Korrosionsschutz

Diethylhydroxylamin (DEHA, C₄H₁₁NO) ist ein organischer Sauerstofffänger und Korrosionsinhibitor, der als sichere Alternative zu Hydrazin in Dampfkesselsystemen eingesetzt wird. Seine flüchtige Natur ermöglicht systemweiten Schutz – vom Kessel bis zum Kondensatnetz – ohne toxische Risiken.

1. Chemische Wirkmechanismen: O₂-Bindung und Passivierung

DEHA bekämpft Korrosion durch zwei Schlüsselreaktionen:

Sauerstoffeliminierung:
DEHA reagiert mit gelöstem Sauerstoff zu flüchtigen Verbindungen:
4(C₂H₅)₂NOH + O₂ → 4CH₃CHO + 4(C₂H₅)₂NH + 2H₂O
Resultat: Acetaldehyd und Diethylamin verdampfen, keine Feststoffrückstände bleiben zurück.
Magnetitbildung:
DEHA reduziert Eisen(III)-oxid (Rost) zur schützenden Magnetitschicht (Fe₃O₄):

Diese dichte Schicht hemmt weitere Korrosion an Stahloberflächen.

2. Praktische Anwendung: Integration in Kesselsysteme

Dosierung:
DEHA wird in den Speisewasserbehälter (nach der Entgasung) injiziert. Typische Dosis: 2–4 mg pro 1 µg gelöstem O₂. Restgehalt: 10–50 µg/l im Kesselwasser.
Flüchtigkeitsvorteil:
Als dampfflüchtige Verbindung verteilt es sich mit dem Dampf und schützt auch Kondensatleitungen vor CO₂-Korrosion (durch pH-Anhebung).
Kombinationstherapie:
- Mit flüchtigen Aminen (z. B. Morpholin): Puffert pH-Einbrüche durch DEHA-Abbauprodukte.
- Mit Polymeren: Verhindert Ablagerungen von Eisenoxid-Schlamm.

3. Vorteile im Vergleich zu Hydrazin

Sicherheit:
DEHA ist nicht krebserregend (im Gegensatz zu Hydrazin) und erfordert keine Spezialschutzausrüstung.
Umweltverträglichkeit:
Abbauprodukte sind biologisch abbaubar (WGK 1 vs. Hydrazin WGK 3).
Reaktionsgeschwindigkeit:
Wirkt bereits bei Niedrigtemperatur (ab 20°C) ohne Katalysator – Hydrazin benötigt >100°C/Kobaltionen.
Materialkompatibilität:
Keine Angriffe auf Kupferlegierungen (im Gegensatz zu Ammoniak).

4. Grenzen und Optimierungsbedarf

Säurebildung:
Acetaldehyd kann zu Essigsäure oxidieren → Senkt pH-Wert im Kondensat.
Gegenmaßnahme: Zugabe flüchtiger Amine (Morpholin).
CSB-Erhöhung:
Organische Abbauprodukte steigern den Chemischen Sauerstoffbedarf im Abwasser.
Katalysatorabhängigkeit:
In hartem Wasser wird oft Hydrochinon als Beschleuniger benötigt.
Drucklimit:
Bei über 200 bar steigt die Zersetzungsrate → Carbohydrazid ist hier stabiler.

Zusammenfassung: DEHA als moderne Schlüsselkomponente

DEHA hat sich als Hochleistungsersatz für Hydrazin etabliert, besonders in Lebensmittel-, Pharma- und Hochdruckanlagen. Seine Stärken liegen in der kombinierten Wirkung: Sauerstoffbindung, Passivierung von Metalloberflächen und flüchtigem Systemschutz. Kritische Nebenwirkungen (Säurebildung, CSB-Erhöhung) lassen sich durch Kombination mit flüchtigen Aminen kontrollieren.

Während DEHA in Niederdruckkesseln (<80 bar) oft allein ausreicht, ist es in Hochdruckanlagen Teil eines kombinierten Chemikalienprogramms mit Entgasungstechnik und pH-Regelung. Sein Einsatz reduziert nicht nur Korrosionsschäden, sondern auch betriebliche Risiken – ein entscheidender Schritt zu nachhaltiger Dampferzeugung.

Hinweis: DEHA-Dosierung erfordert kontinuierliche Überwachung von O₂-Restgehalt (Ziel: <5 µg/l), pH im Kondensat (8.5–9.0) und Leitfähigkeit. Bei Kupferkomponenten ist Morpholin als Alkalisierer vorzuziehen.