Filterbypass (Fiby)

Problemstellung:

Thermalwasser der tiefen Geothermie zeichnet sich durch einen hohen Salzgehalt und einem hohen Gehalt an gelösten Gasen aus.
Bei der Förderung des Thermalwassers an die Oberfläche, und bei der Abkühlung, kann es sein, dass Mineralien ausfallen. Diese Ausfällungen verstopfen Rohrleitungen, Ventile und sorgen für einen verschlechterten Wärmeübergang im Wärmetauscher.
Die Folge sind hohe Wartungskosten, Anlagenstillstände und Anlagenausfälle.

Lösungsansatz:

Durch Inhibitoren, oder CO2, welche dem Thermalwasser beigemischt werden, können Ausfällungen ggf. verhindert oder reduziert werden. Ebenso sind verfahrenstechnische Maßnahmen, wie die Anpassung der Druckes in der Rohrleitung, geeignet, die Fällungsprozesse zu vermindern oder zu vermeiden.

Herangehensweise

Herangehensweise Durch die Nachbildung von Extremsituationen werden im FiBy-Prüfstand Situationen nachgebildet, um eine Ausfällung zu forcieren. Die sich bildenden Feststoffe werden mit Filter aus dem Thermalwasser abgetrennt und können, hinsichtlich Typ und Anzahl, analysiert werden. Ebenso ist der Druckabfall über den Filter, die Blockung des Filters, ein Kriterium für die Wirksamkeit der Maßnahme zur Ausfällungsvermeidung.
Da der Gasgehalt einem maßgeblichen Einfluss auf die Wirksamkeit auf die Ausfällung hat, müssen die Experimente direkt an der Geothermieanlage durchgeführt werden. Das Wasser muss die Mineralisierung haben, wie sie auch im Reservoir vorliegt. Eine Druckentlastung oder Abkühlung kann das empfindliche chemische Gleichgewicht der Mineralisierung stören.

Arbeitsprinzip

Der Thermalwasserstrom wird obertägig von der Thermalwasserleitung abgezweigt und in zwei Teilströme aufgeteilt. Unter Beibehaltung von Druck und Temperatur wird das Wasser jedes Teilstroms an einem Injektor vorbeigeführt. Dabei wird auch der Massenstrom konstant gehalten und dadurch der Rohrleitungsdruck reduziert. Nachdem am Injektor Inhibitor oder CO2 zugeführt wurde, wird das Thermalwasser über einen Papierfilter geführt, wobei die Feststoffen aufgefangen werden. Der Druckverlust über den Filter dient dabei als Maß für die Menge an Mineralien, die aus dem Wasser ausgefallen sind.

Wiss. Fragestellungen

Durch die Injektionsdauer und die Art des Inhibitors, der eingesetzt wurde, kann beurteilt werden, welche Inhibitoren an jeweiligen Standort wirksam sind und wie hoch die Dosierung des Inhibitors gewählt werden muss, um eine optimale Wirkung zu erzielen.