Die Chemie hinter zuverlässigen Dampfkesseln: Ansätze der Wasserkonditionierung

Die Wasserqualität im Dampfkreislauf entscheidet über Effizienz, Sicherheit und Lebensdauer der Anlage. Unbehandeltes Wasser führt zu drei Hauptproblemen: Korrosion, Ablagerungen (Kesselstein) und Dampfverunreinigungen. Moderne chemische Konditionierungsstrategien adressieren diese gezielt:

Sauerstoffkorrosion bekämpfen:

Chemische Desoxygenierung: Zugabe von Sauerstofffängern wie Natriumsulfit (Na₂SO₃), Hydrochinon oder carbohydrazid-basierten Verbindungen. Diese reagieren mit restlichem, gelöstem Sauerstoff (O₂) zu harmlosen Produkten, bevor er Stahl angreifen kann.

Kombination mit physikalischer Entgasung: Chemische Behandlung ergänzt die mechanische Sauerstoffentfernung im Speisewasserbehälter optimal.

Ablagerungen & Kesselstein verhindern:

Härte-Stabilisierung: Bei geringen Härtegraden werden Phosphonate (z.B. ATMP, HEDP) oder spezielle Polymere eingesetzt. Sie binden Calcium- und Magnesium-Ionen, halten sie in Lösung und verhindern die Ausfällung als hartnäckiger Kesselstein (CaCO₃, CaSO₄).

Dispersionswirkung: Hochleistungspolymere (z.B. Polyacrylate, Polymaleate) wirken als Dispergatoren. Sie umhüllen bereits vorhandene Mikropartikel (Rost, Schlamm, ausgefällte Härte) und verhindern deren Anlagerung an Heizflächen – sie werden mit dem Abschlamm entfernt.

Kieselsäure-Management: Spezielle Anti-Silikat-Mittel oder angepasste Polymere verhindern die Ablagerung von hartnäckigem Silikat-Stein (SiO₂), besonders kritisch bei höheren Drücken/Temperaturen.

pH-Wert-Kontrolle für Korrosionsschutz:

Alkalische Fahrweise: Der pH-Wert des Kesselwassers wird gezielt im leicht alkalischen Bereich (typ. 10.5 – 12.0) gehalten. Dies schützt den Stahl durch Bildung einer stabilen Magnetitschicht (Fe₃O₄).

Mittel: Natriumhydroxid (NaOH) oder Phosphate (z.B. Trinatriumphosphat – Na₃PO₄). Phosphate bieten den Vorteil einer zusätzlichen Härtebindung (Bildung von schlammbildendem Apatit statt hartem Stein) und pH-Pufferung.

Konditionierung des Dampfes/Kondensats:

Flüchtige Amine: Mittel wie Morpholin, Cyclohexylamin oder Diethylaminoethanol (DEAE) sind teilflüchtig. Sie gelangen mit dem Dampf ins System, kondensieren mit ihm und erhöhen dort den pH-Wert. Dies schützt das teure Kondensatnetzwerk vor saurer Korrosion (durch CO₂ aus Zersetzung von Hydrogencarbonat).

Filmbildende Amine (FFA): Langkettige Amine (z.B. Oktadecylamin) bilden einen hydrophoben Schutzfilm auf Metalloberflächen im Dampf- und Kondensatraum.

Das Erfolgsgeheimnis: Präzise Dosierung & Überwachung