Partikel im Elektrolytkreislauf — Filtration des KOH-Laugenkreislaufs von alkalischen Elektrolyseuren und Prüfständen
Der umlaufende KOH-Elektrolyt eines alkalischen Elektrolyseurs trägt Partikel aus Montage, Korrosion, Dichtungsverschleiß und Zellkomponenten mit sich. Ohne Filter im Kreislauf gelangen sie in Pumpe, Durchflussmesser, Ventile und Zelle. Ein Flüssigkeitsfilter im Elektrolytkreislauf muss heißer Lauge standhalten — Gehäuse-, Dichtungs- und Elementwerkstoff sind ebenso wichtig wie die Filterfeinheit. Die Langzeitbeständigkeit in konzentrierter KOH hängt vom jeweiligen Prozess ab und sollte in einem Test unter Ihren eigenen Betriebsbedingungen bestätigt werden.
Die Symptome erkennen
- Zunehmender Verschleiß oder Ausfall der Elektrolyt-Umwälzpumpe
- Durchflussmesser oder Füllstandssensoren im Laugenkreislauf driften, klemmen oder verstopfen
- Partikel oder grau-schwarze Ablagerungen im Zellrahmen, am Separator oder an den Elektroden bei der Inspektion
- Ventile im Elektrolytkreislauf schließen nicht mehr dicht
- Nur ein grobes Sieb im Kreislauf — feiner Schmutz zirkuliert weiter
- Streuende Prüfstandsergebnisse nach Umbauten oder Zellwechseln, verursacht durch Montageschmutz im Kreislauf
Ursachen
Montage- und Inbetriebnahmeschmutz
Späne, Dichtband, Dichtungsreste und Rückstände aus neuen Rohrleitungen gelangen bei der Erstbefüllung in den Kreislauf
Korrosions- und Verschleißprodukte
Partikel aus Pumpen, Ventilen und Werkstoffen, die heißer KOH nicht standhalten
Alterung von Zellkomponenten
Fragmente von Separatoren oder Dichtungen werden mit dem umlaufenden Elektrolyten mitgetragen
Kein Filter oder nur ein Grobsieb
feine Partikel zirkulieren unbegrenzt und sammeln sich an den engsten Stellen des Kreislaufs
Ungeeignete Filterwerkstoffe
Glasfaserelemente, NBR/FKM-O-Ringe sowie Aluminium- oder beschichtete Teile werden von Lauge angegriffen und werden selbst zur Partikelquelle
Diagnose-Checkliste
- 1Gibt es einen Filter im Elektrolytkreislauf — typischerweise nach der Pumpe und vor Durchflussmesser und Zelle?
- 2Mit welcher KOH-Konzentration, Temperatur, welchem Druck und Volumenstrom läuft der Kreislauf?
- 3Welche Komponente ist am empfindlichsten (Pumpe, Durchflussmesser, Zelleintritt)? Daraus ergibt sich die nötige Feinheit, z. B. 10 µm oder 25 µm
- 4Sind Gehäuse und Fittings aus 316L, und wird eine massive PTFE-Dichtung statt NBR/FKM verwendet?
- 5Sind die Elemente aus Sinteredelstahl oder Sinter-PTFE statt Glasfaser oder Zellulose?
- 6Wird der Differenzdruck überwacht, damit der Wechsel- bzw. Reinigungszeitpunkt erkennbar ist?
- 7Vor dem Serieneinsatz einen definierten Test fahren: Differenzdruck protokollieren, nach festgelegter Betriebszeit Elemente und Dichtungen ausbauen und begutachten
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