Neuentwickelte Chemieschutzschicht in der Chloralkali-Elektrolyse auf der Euro Chlor in Berlin

Die Euro Chlor ist eine bedeutende Messe und Konferenz mit Vorträgen zu neuen Trends, Entwicklungen und Produkten, die im dreijährigen Turnus durchgeführt wird. In diesem Jahr fand sie unter der Überschrift „Nachhaltige Chlorproduktion: der Weg zur kontinuierlichen Verbesserung“ vom 16. - 18. Mai in Berlin statt.

Wie auch bei den vorangegangenen Events der Euro Chlor bildeten Gesundheit, Sicherheit und Umweltschutz in der Produktion, dem Gebrauch und dem Transport des Chlors den Kern der Konferenz. Hierbei lag der Fokus auf jenen Technologien und Dienstleistungen, die sich auf die Chloralkali-Industrie konzentrieren. Das Geschäftsfeld
STEULER-KCH Kunststoff-Technik leistete unter dem Titel „Die neue Generation Kunststoffrohrleitungsmaterial für den Chloralkali-Prozess“ einen maßgeblichen Beitrag zum Symposium.

Parallel zur Konferenz bot die Messe Ingenieurbüros, Produktherstellern und Dienstleistern die Möglichkeit, ihr Fachwissen und die Vorteile ihrer Produkte und Leistungen zu präsentieren. Hier freuten wir uns über großes Interesse am Messestand der Kunststoff-Technik, speziell an unserem neuen Rohr-System ALPHARESIST. Dieser neue Werkstoff ist eine gemeinsame Entwicklung mit unserer spanischen Tochtergesellschaft Alphaplast und wurde speziell für die Chlor-Industrie konzipiert. Auf großes Interesse stießen auch andere Produkte der Kunststoff-Technik sowie aus dem restlichen Portfolio der STEULER-KCH. Gleichzeitig knüpften wir wichtige neue Kontakte im In- und Ausland, die inzwischen bereits intensiviert wurden.

ALPHARESIST ist eine Neuentwicklung und somit Ersatz für glasfaserverstärkte Rohrleitungen, die in der Chloralkali-Elektrolyse unverzichtbar sind. Mit der Chloralkali-Elektrolyse werden die wichtigen Grundchemikalien Chlor und Natronlauge aus einer Kochsalzlösung erzeugt.
Durch zwei Elektroden wird ein Gleichstrom in die Lösung geleitet, der einen Teil der elektrischen Energie in chemische Energie umgewandelt. An der Anode werden so freies Chlor und Salzlösung in geringerer Konzentration und an der Kathode Natronlauge erzeugt. Bei dieser endothermen Reaktion entstehen Temperaturen von bis zu 95°C.

Die bisherigen Ausführungen der glasfaserverstärkten (GFK) Rohrleitungen für diesen Prozess sind unterschiedlich problembehaftet. Im Anolytbereich weisen Rein-GFK-Rohrleitungen lediglich eine bedingte Beständigkeit auf, wobei ausgelöste Glasfasern sich in Filtern, Armaturen, Rohrleitungen und anderen Bauteilen anlagern und somit erhöhten Instandhaltungsaufwand verursachen.
GFK-Verbundrohrleitungen mit nachchloriertem PVC (Polyvenylchlorid)-Innenliner sind nur bei saurem Anolyt einsetzbar, ab einem pH-Wert von ca. 3,5 wird das nachchlorierte PVC sehr schnell zerstört und abgebaut.

Im Katholytbereich werden überwiegend GFK-Rohrleitungen mit PP (Polypropylen)-Innenliner eingesetzt. Hier kommt es bei den hohen Betriebstemperaturen bedingt durch die Wärmealterung des PP-Linerwerkstoffes nach einer gewissen Zeit zu Spannungsrissen, insbesondere in den Schweißbereichen. Außerdem kann es bei Abkühlprozessen aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von PP-Auskleidung und GFK-Laminat zu Ablösungen zwischen Liner und GFK kommen.
Ziel der ALPHARESIST-Neuentwicklung war demzufolge die Erhöhung der Standzeit bei gleichzeitiger Minimierung der Wartungskosten von Anolyt- und Katholytrohrleitungen in der Chloralkali-Elektrolyse.

Für den Anolytbereich wurde ein Rein-GFK-Konzept favorisiert. Die Idee war, zum einen die Chemieschutzschicht glasfaserfrei auszuführen und zum anderen einen optimierten beständigeren Harzaufbau zu wählen. Als Lösung wurde eine Chemieschutzschicht entwickelt, die aus keramischem pulverförmigem Füllstoff und einem kobaltfrei ausgehärteten Harzsystem aufgebaut ist. Hierdurch ist ausgeschlossen, dass Glasfasern in den Anolyten gelangen können. Gleichzeitig wird der Abtrag durch die erhöhte Beständigkeit des Harzsystems minimiert, so dass längere Standzeiten bei geringerem Wartungsaufwand möglich sind.
Im Katholytbereich wurde ein ähnlicher Weg gewählt, mit dem Unterschied, dass als Laminierharz ein beständiges Epoxidharzsystem ausgewählt wurde.
Nach erfolgreichen Laboruntersuchungen wurden erste Praxisversuche sowohl mit Anolyt- als auch mit Katholytrohrleitungsteilen durchgeführt, die bisher äußerst positive Ergebnisse aufweisen.
In den kommenden Monaten sollen umfangreiche Praxiserfahrungen gesammelt werden, damit ALPHARESIST in Zukunft in großem Maßstab in neue und bestehende Chlorelektrolyse-anlagen eingebaut werden kann.

 

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