1. Resistencia a la corrosión
Boquillas FGDOpera en entornos altamente corrosivos que contienen óxidos de azufre, cloruros y otros productos químicos agresivos. La cerámica de carburo de silicio (SiC) demuestra una excepcional resistencia a la corrosión, con una pérdida de masa inferior al 0,1 % en soluciones con pH de 1 a 14 (según la prueba ASTM C863). En comparación con el acero inoxidable (PREN 18-25) y las aleaciones de níquel (PREN 30-40), el SiC mantiene su integridad estructural sin picaduras ni fisuras por corrosión bajo tensión, incluso en ácidos concentrados a temperaturas elevadas.
2. Estabilidad a altas temperaturas
Las temperaturas de operación en los sistemas de desulfuración de gases de combustión húmedos suelen oscilar entre 60 y 80 °C, con picos que superan los 120 °C. La cerámica de SiC conserva el 85 % de su resistencia a temperatura ambiente a 1400 °C, superando a las cerámicas de alúmina (que pierden el 50 % de su resistencia a 1000 °C) y a los aceros resistentes al calor. Su conductividad térmica (120 W/m·K) permite una disipación de calor eficiente, evitando la acumulación de tensiones térmicas.
3. Resistencia al desgaste
Con una dureza Vickers de 28 GPa y una tenacidad a la fractura de 4,6 MPa·m¹/², el SiC presenta una resistencia superior a la erosión por partículas de cenizas volantes (Mohs 5-7). Las pruebas de campo demuestran que las boquillas de SiC mantienen un desgaste inferior al 5 % tras 20 000 horas de servicio, en comparación con el desgaste del 30-40 % en las boquillas de alúmina y el fallo total de los metales recubiertos de polímero en 8000 horas.
4. Características del flujo
La superficie no humectable del SiC unido por reacción (ángulo de contacto >100°) permite una dispersión precisa de la suspensión con valores CV <5%. Su superficie ultrasuave (Ra 0,2-0,4 μm) reduce la caída de presión en un 15-20% en comparación con las boquillas metálicas, manteniendo coeficientes de descarga estables (±1%) durante el funcionamiento a largo plazo.
5. Facilidad de mantenimiento
La inercia química del SiC permite métodos de limpieza agresivos, incluidos:
- Chorro de agua a alta presión (hasta 250 bar)
- Limpieza ultrasónica con soluciones alcalinas
- Esterilización por vapor a 150 °C
Sin el riesgo de degradación superficial común en las boquillas metálicas revestidas o recubiertas de polímero.
6. Economía del ciclo de vida
Aunque el coste inicial de las boquillas de SiC es entre 2 y 3 veces superior al del acero inoxidable 316L estándar, su vida útil de 8 a 10 años (frente a los 2 o 3 años de los metales) reduce la frecuencia de sustitución en un 70 %. El coste total de propiedad supone un ahorro del 40 al 60 % en periodos de 10 años, sin tiempo de inactividad por reparaciones in situ.
7. Compatibilidad ambiental
El SiC demuestra un rendimiento inigualable en condiciones extremas:
Resistencia a la niebla salina: 0 % de cambio de masa tras 5000 horas de ensayo ASTM B117
- Funcionamiento en punto de rocío ácido: Soporta vapores de H2SO4 a 160 °C
- Resistencia al choque térmico: Soporta ciclos de enfriamiento de 1000 °C a 25 °C
8. Propiedades antiescalantes
La estructura atómica covalente del SiC crea una superficie no reactiva con tasas de incrustación un 80 % menores que las de las alternativas metálicas. Los estudios cristalográficos revelan que los depósitos de calcita y yeso forman enlaces más débiles (adhesión <1 MPa) sobre el SiC frente a >5 MPa sobre los metales, lo que facilita su eliminación mecánica.
Conclusión técnica
La cerámica de carburo de silicio emerge como la opción de material óptima para las boquillas FGD a través de una evaluación de rendimiento exhaustiva:
- Vida útil 10 veces mayor que las alternativas metálicas
- Reducción del 92% en el mantenimiento no planificado
- Mejora del 35 % en la eficiencia de eliminación de SO2 mediante patrones de pulverización uniformes
- Cumplimiento total de las normas de emisiones EPA 40 CFR Parte 63
Gracias a técnicas de fabricación avanzadas como la sinterización en fase líquida y el recubrimiento CVD, las boquillas de SiC de última generación alcanzan acabados superficiales submicrónicos y geometrías complejas antes inalcanzables en cerámica. Esta evolución tecnológica posiciona al carburo de silicio como el material idóneo para los sistemas de limpieza de gases de combustión de nueva generación.
Hora de publicación: 20 de marzo de 2025