Høytemperaturkorrosjon

Høytemperaturkorrosjon forekommer som regel i brennkammeret i forbrenningsanlegg, som en følge av temperatur og klorholdig røykgass. Klorgassen kommer av klor i brenselet, hvor biobrensel inneholder noe klor, mens avfall som regel inneholder mye.

Den overordnede korrosjonsmekanismen skjer ved at klor, kombinert med lite oksygen og høy temperatur, reagerer med metall og danner metallklorid. Metallkloridet vil ved kontakt med oksygen reagere til metalloksid, hvor samtidig klor blir frigjort og reagerer på nytt med metall til metallklorid.

Virkemåte
Klorholdig salt i røykgassen, som KCl og NaCl, vil feste seg på varmevekslende flater og danne et klebrig lag. Ved metalloverflaten er tilgangen på oksygen lav, og metallet og kloret vil reagere til metallklorid og senere danne metalloksid. Når overflaten først har blitt dekket av salter, blir den klebrig og KCl og NaCl vil lettere feste seg og øke korrosjonen. Når metallet først har blitt angrepet og fått et korrosjonslag, vil klorgass i røykgassen lettere trenge gjennom til metallet og danne metallklorid, som forklart over. Dette kalles aktiv oksidering. For temperaturer lavere enn 500 °C har denne korrosjonstypen mindre betydning, men for temperaturer over dette kan det virke som aktiv oksidering er den viktigste korrosjonsprosessen.

Mottiltak
Som et primærtiltak er det ofte best å fjerne innholdet av klor i brenselet, hvor en mulighet er å vaske brenselet, som er vanlig med strå og halm i Danmark. Dette er derimot vanskelig for husholdningsavfall. Det er også vanlig å begrense temperaturen på overheteren til under 450 °C for å redusere problemet. Bruk av ulike legeringer i stålet og redusert hastighet på røykgassen mot de varmevekslende flatene vil senke korrosjonshastigheten. Innsprøyting av kjemikalier kan føre til mindre avsetninger og økt sulfatisering, som oppnås ved tilsette svoveldioksid til røykgassen. Svovelet vil da reagere med kaliumklorid eller natriumklorid og danne klorgass og saltsyregass som er mindre korroderende. Hvis korrosjonen er alvorlig må anlegget stanses og korrodert lag og avsetninger på de varmevekslende flatene må fjernes ved for
eksempel sandblåsing.

Ved å redusere temperaturen på varmevekslerflatene synker også strømproduksjonen som en følge av lavere temperatur på den overheta dampen. For å øke temperaturen på den overheta dampen er det mulig å bruke et rent brensel, som for eksempel biogass.

Referanser
-Adams, B., Peeters, K., Diederen, H., & Wijnhoven, J. (2004, Oktober). Preventing boiler corrosion. Waste Management World, ss. 83-88.

-Nielsen, H., Frandsena, F., Dam-Johansena, K., & Baxterb, L. (2000, Januar). The implications of chlorine-associated corrosion on the operation of biomass-fired boilers. Progress in Energy and Combustion Science (26), ss. 283-298.

-Zahs, A., Spiegel, M., & Grabke, H. J. (2000, Oktober). Chloridation and oxidation of iron, chromium, nickel and their alloys in chloridizing and oxidizing atmospheres at 400-700 C. Corrosion Science, ss. 1093-1122.

Kjemiske reaksjoner