1. Korrosioonikindlus
FGD-düüsidtöötavad väga korrodeerivas keskkonnas, mis sisaldab vääveloksiide, kloriide ja muid agressiivseid kemikaale. Ränikarbiidi (SiC) keraamika näitab erakordset korrosioonikindlust, mille massikaotus on pH 1–14 lahustes alla 0,1% (vastavalt ASTM C863 testile). Võrreldes roostevaba terase (PREN 18–25) ja niklisulamitega (PREN 30–40) säilitab SiC struktuurilise terviklikkuse ilma punktkorrosiooni või pingekorrosioonita isegi kontsentreeritud hapetes kõrgetel temperatuuridel.
2. Kõrge temperatuuri stabiilsus
Märgade suitsugaaside väävlitussüsteemide töötemperatuurid on tavaliselt vahemikus 60–80 °C, kusjuures temperatuuri tõusud ületavad 120 °C. SiC-keraamika säilitab 1400 °C juures 85% oma toatemperatuurilisest tugevusest, edestades alumiiniumoksiidkeraamikat (mis kaotab 1000 °C juures 50% tugevust) ja kuumakindlaid teraseid. Selle soojusjuhtivus (120 W/m·K) võimaldab tõhusat soojuse hajumist, hoides ära termilise pinge tekkimise.
3. Kulumiskindlus
Vickersi kõvadusega 28 GPa ja purunemiskindlusega 4,6 MPa·m¹/² on SiC-l suurepärane erosioonikindlus lendtuha osakeste suhtes (Mohs 5-7). Välikatsed näitavad, et SiC-düüside kulumine on 20 000 töötunni järel alla 5%, võrreldes alumiiniumoksiididüüside 30–40% kulumisega ja polümeerkattega metallide täieliku purunemisega 8000 tunni jooksul.
4. Vooluomadused
Reaktsioonsidemega SiC mittemärgav pind (kontaktnurk >100°) võimaldab täpset suspensiooni hajutamist variatsioonikoefitsiendiga <5%. Selle ülisile pind (Ra 0,2–0,4 μm) vähendab rõhulangu metalldüüsidega võrreldes 15–20%, säilitades samal ajal pikaajalise töötamise ajal stabiilsed voolukoefitsiendid (±1%).
5. Hoolduse lihtsus
SiC keemiline inertsus võimaldab kasutada agressiivseid puhastusmeetodeid, sealhulgas:
- Kõrgsurve veejuga (kuni 250 baari)
- Ultraheli puhastus leeliseliste lahustega
- Auruga steriliseerimine temperatuuril 150°C
Ilma polümeerkattega või -voodriga kaasneva pinna halvenemise ohuta.
6. Elutsükli ökonoomika
Kuigi SiC-düüside esialgsed kulud on 2–3 korda kõrgemad kui tavalisel 316L roostevabal terasel, vähendab nende 8–10-aastane kasutusiga (võrreldes metallide 2–3 aastaga) vahetuse sagedust 70%. Kogukulud näitavad 10-aastase perioodi jooksul 40–60% kokkuhoidu, kusjuures kohapealsete remonditööde jaoks pole seisakuid.
7. Keskkonnasõbralikkus
SiC näitab enneolematut jõudlust äärmuslikes tingimustes:
- Soolapihustuskindlus: 0% massi muutus pärast 5000-tunnist ASTM B117 testimist
- Happe kastepunkti töö: Talub 160 °C H2SO4 aurusid
- Termiline löögikindlus: talub 1000 °C → 25 °C jahutustsükleid
8. Katlakivivastased omadused
SiC kovalentne aatomistruktuur loob mittereaktiivse pinna, mille ketenduskiirus on 80% madalam kui metalli alternatiividel. Kristallograafilised uuringud näitavad, et kaltsiidi ja kipsi ladestused moodustavad SiC-l nõrgemaid sidemeid (adhesioon <1 MPa) võrreldes metallidega, mis on >5 MPa, mis võimaldab hõlpsamat mehaanilist eemaldamist.
Tehniline järeldus
Põhjaliku toimivuse hindamise tulemusel selgub, et ränikarbiidkeraamika on FGD-düüside optimaalne materjalivalik:
- 10 korda pikem kasutusiga kui metallilistel alternatiividel
- Planeerimata hoolduse vähenemine 92%
- 35% parem SO2 eemaldamise efektiivsus tänu järjepidevatele pihustamismustritele
- Täielik vastavus EPA 40 CFR Part 63 heitgaasistandarditele
Tänu selliste tootmistehnikate arengule nagu vedelfaasiline paagutamine ja CVD-katmine saavutavad järgmise põlvkonna SiC-düüsid submikronilise pinnaviimistluse ja keeruka geomeetria, mis oli keraamikas varem saavutamatu. See tehnoloogiline areng positsioneerib ränikarbiidi järgmise põlvkonna suitsugaaside puhastussüsteemide eelistatud materjalina.
Postituse aeg: 20. märts 2025