Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Optimierte Werkstoffauswahl für die anaerobe Vergärung nachwachsender Rohstoffe auf Basis der Kenntnis und Evaluation der Korrosionsprozesse, Teilvorhaben 2

Anschrift
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) - Institut für Landtechnik und Tierhaltung
85586 Poing
Prof.Dürrwaechter Platz 2
Kontakt
Diana Andrade
Tel: +49 8161 71 3453
E-Mail: diana.andrade@lfl.bayern.de
FKZ
22011812
Anfang
01.07.2012
Ende
30.09.2015
Aufgabenbeschreibung
Innerhalb dieses Verbundprojektes kommt dem ILT die Aufgabe zu die Relevanz der unter standardisierten Bedingungen im Labor gewonnenen Erkenntnisse zur Werkstoffkorrosion realitätsnah in semi-kontinuierlichen Labor- und Technikumsfermentern zu überprüfen. Die Fermenter besitzen externe Zugänge über die Proben grundsätzlich gezielt im Fermenter platziert werden können, ohne Störungen z.B. in der Funktionsweise zu verursachen, aber bei vollem Kontakt zum Fermenterinhalt. Zur Untersuchung der Korrosion der Werkstoffe werden in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Laboruntersuchungen unterschiedlich große Werkstücke in variabler Qualität für mehrere Wochen im Fermenter plaziert. Im Verlauf entnommene Teilproben dienen dem Erkennen und der Beschreibung des Korrisionsverlaufes. Die Proben werden von den Verbundpartnern auf die Auswirkungen der Korrosion (SWF-KST) und die Rolle der Mikrobiologie (MPA-IW) detailliert untersucht. Das ILT trägt die benötigten Hintergrundinformationen zu den Fermenterzuständen bei. Insgesamt sind dafür dafür vorerst maximal 18 Monate vorgesehen, die mit Monat 7 im Projekt beginnen und denzufolge bis zum Monat 24 laufen werden.
Ergebnisdarstellung
Der Auswahl der Werkstoffe lagen sieben repräsentative Schadensfälle aus der Praxis zu Grunde Ausgehend von den Ergebnissen der Schadensfälle und darauf aufbauend wurden die Labor- und Technikumsversuche ausgelegt. Die Ergebnisse ergaben eine gute Übereinstimmung mit den Beobachtungen in der Praxis. Daraus können folgende Hinweise für Biogasanlagen abgeleitet werden: Eine Erhöhung der Chlorid-Konzentration kann die Korrosion in einem Fermenter verstärken. Folglich gilt es den Einsatz von Chlorid-haltigen Additiven zum Zweck der Entschwefelung auf ein notwendiges Maß zu beschränken. Eine Erhöhung der Sauerstoff-Konzentration zur Steigerung der biologischen Entschwefelungsleistung kann die Korrosion in einem Fermenter ebenfalls verstärken. Die verstärkte Korrosion ist bedingt durch die Bildung von schwefliger Säure und Schwefelsäure durch Weiteroxidation des aus dem Sulfid-Schwefel resultierenden elementaren Schwefels. Biogene Korrosion findet vornehmlich an der Phasengrenzfläche Gas/Flüssigkeit im gesamten, wasserdampfgesättigten Gasraum statt, da Schwefel-oxidierende Bakterien zur Oxidation von Schwefelwasserstoff bzw. elementarem Schwefel Sauerstoff benötigen. Stark schwefelhaltige Substrate fördern die Bildung von erhöhten Schwefelwasserstoffkonzentrationen und können damit das beschriebene Korrosionsrisiko deutlich erhöhen. Unter Beachtung der vorstehend genannten Anforderungen können die in der Praxis eingesetzten metallischen Werkstoffe als grundsätzlich geeignet angesehen werden. Viele Schadensfälle sind auf konstruktions-oder baubedingte Mängel zurückzuführen. Unzulänglichkeiten in der Betriebsführung der Biogasanlage können ebenfalls zum Ausfall metallischer Werkstoffe führen.

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