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Durch Korrosion werden hauptsächlich Bauwerke aus Beton und die vorhandenden Metallverbindungen stark geschädigt.

Es gibt unterschiedliche Prozesse, die mit Schwefelwasserstoff zu Korrosionen führen:

Die schwache Korrosion

Schwefelwasserstoff ist ein in Wasser lösliches Gas. Biogas enthält immer eine gewisse Menge Wasserdampf.

Kondensiert dieser Dampf an kalten Stellen in der Biogasanlage, so löst sich darin auch das H2S und bildet mit dem Wasser eine saure und korrosive wirkende Lösung (Alkalisulfide, wie bei der Entstehung von sauren Bergbauwässern). Diese Säure korrodiert alle metallischen Bauteile (z.B. Rohrleitungen , Schrauben, Nägel und Verbindungen) oder greift den Beton an und zerstören diesen.

(1)

H2S + H2O

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H3O+ + HS -

Diese wässrige Lösung reagiert sauer.

 

Die Versäuerung im Gasmotor durch schweflige Säure

Schwefelwasserstoff wird mit dem Methan im Motor verbrannt. Aus H2S und Sauerstoff entsteht bei der Verbrennung Schwefeldioxid (= SO2), der ebenfalls gasförmig ist, sich gut löst und eine sehr saure und korrosive Wirkung hat. Durch dieses Gas versäuert das Motoröl und zerstört dessen Wirksamkeit. In sehr kurzer Zeit kann dadurch der Verbrennungsmotor zerstört werden.

(2)

2 H2S + 3O2

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2 H2O + 2 SO2

Verbrennung

(3)

SO2 + H2O

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H2SO3

(=schweflige Säure) Lösen

 

Die starke Korrosion durch Schwefelsäure

Eine weitere chemische Reaktion tritt ein, wenn durch unvollkommener oder gezielt geringer Sauerstoffzufuhr aus H2S elementarer Schwefel entsteht. Dieses Verfahren wird häufig fälschlicherweise zur H2S Elimination benutzt. Die untenstehende Formel zeigt auf, welche korrosiven Nebenwirkungen dabei entstehen.

(4)

2 H2S + O2

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2 H2O + 2S

 

 

 

 

(5)

S + H2O + O2

Thiobacillen* mit Schwefel als Substrat ——►

H2SO4

 H2SO4 ist bekanntlich Schwefelsäure.

* Erzlaugen mit Thiobacillen:    Die Thiobacillus Stoffwechselreaktionen werden industriell beim sog. Metal-leaching genutzt. Gesteine mit Metallsulfiderzen werden zerkleinert, mit Wasser besprüht und herausfliessende Metallionenlösung aufgefangen und die Metallionen abgetrennt.

Korrosion zementgebundener Baustoffe

Die so entstehende biogene Schwefelsäure und die vorgenannte schweflige Säure bewirken bei Konzentrationen von > 0,5 ppm H2S Abtragungsraten des Betons von 0,5 mm bis 10 mm pro Jahr. Bei extremen Bedingungen sind schon 20 mm Abtragung festgestellt worden. Das untenstehende Bild zeigt die Korrosion nach 30 Monaten mit 2-4 ppm H2S und nach 22 Monaten mit 15-25 ppm H2S.