Silika ist die am schwierigsten zu kontrollierende Ablagerung in Geothermiesystemen. Sie bildet harte, hartnäckige Schichten vor allem in den Wärmetauschern von Binäranlagen (ORC) und in Reinjektionsleitungen und mindert Wärmeübertragung und Reinjektionskapazität.
Warum fällt Silika aus?
Heißes Reservoirwasser enthält viel gelöste Kieselsäure. Durch die Dampfabscheidung steigt die Silikakonzentration in der verbleibenden Sole; beim Abkühlen sinkt die Löslichkeit amorpher Silika. Nach Überschreiten der Sättigung bilden sich zuerst kleine Polymere, dann kolloidale Teilchen, die an Oberflächen haften. Die Geschwindigkeit hängt von Temperatur, pH-Wert und Salzgehalt ab und nimmt in der Regel mit dem pH-Wert zu.
Metallsilikate
Sind Eisen, Magnesium oder Aluminium vorhanden, verbindet sich Silika mit diesen Metallen zu Metallsilikaten, die härter und dichter sind als reine amorphe Silika. Durch Korrosion freigesetztes Eisen fördert diesen Prozess; Silika- und Korrosionsprogramm sollten daher gemeinsam geplant werden.
Kontrollmethoden
- Temperaturgrenze: Reinjektionstemperatur oberhalb der Silika-Sättigungsgrenze halten.
- pH-Steuerung: In manchen Feldern verlangsamt eine kontrollierte pH-Absenkung die Polymerisation; die Wirkung auf die Korrosion wird mitbewertet.
- Inhibitor und Dispergator: Spezielle Polymere verzögern die Polymerisation und dispergieren entstandene Partikel.
- Kürzere Verweilzeit: Lange Standzeiten in Tanks begünstigen die Polymerisation.
Die richtige Kombination hängt von Silikagehalt, Temperaturprofil und Anlagendesign ab.
| Messung | Aussage |
|---|---|
| Gesamte und monomere Silika | Polymerisationsgrad und Inhibitorwirkung |
| Silika-Sättigungsindex | Höhe des Risikos |
| Grädigkeit des Wärmetauschers | Verlust an Wärmeübertragung |
| Injektivität der Reinjektion | Verstopfung von Leitung und Bohrung |
Häufige Fragen
Lässt sich Silika-Scaling vollständig verhindern?
Nicht in jedem Feld; wer aber Temperatur, pH-Wert und Inhibitor gemeinsam steuert, senkt die Ablagerungsrate deutlich und verlängert die Reinigungsintervalle.
Ist ein Silika-Inhibitor dasselbe wie ein Calcit-Inhibitor?
Nein. Die Mechanismen unterscheiden sich; Silika erfordert spezielle Inhibitoren und Dispergatoren. Beide Produkte sind bei Verträglichkeit kombinierbar.
Warum ist das Risiko in Binäranlagen höher?
Das Fluid wird stärker abgekühlt, sodass die Silika-Sättigung stärker überschritten wird; das kalte Ende des Wärmetauschers ist die kritischste Zone.
Weitere Leitfäden
- Chemikalien für Geothermieanlagen (Überblick)
- Calcit-Scaling in Geothermiebohrungen
- Korrosion in Geothermiesystemen
- Dosierung im Bohrloch über Kapillarleitung
- Fouling in Wärmetauschern und ORC-Anlagen
- Ablagerungen in Reinjektionsleitungen und -bohrungen
- Geothermische Fernwärme und Gewächshäuser
- Sulfidablagerungen (Stibnit, Eisensulfid)
Bewertung für Ihr Feld anfragen
Senden Sie uns Ihre Fluidanalyse und Betriebsdaten; unser technisches Team schlägt ein passendes Programm und einen Versuchsplan vor. Anfragen gerne auch an info@biyopolkimya.com.