1. Odporność na korozję
Dysze FGDpracować w silnie korozyjnych środowiskach zawierających tlenki siarki, chlorki i inne agresywne chemikalia. Ceramika z węglika krzemu (SiC) wykazuje wyjątkową odporność na korozję z utratą masy mniejszą niż 0,1% w roztworach o pH 1-14 (zgodnie z testem ASTM C863). W porównaniu ze stalą nierdzewną (PREN 18-25) i stopami niklu (PREN 30-40), SiC zachowuje integralność strukturalną bez wżerów lub pęknięć korozyjnych naprężeniowych nawet w stężonych kwasach w podwyższonych temperaturach.
2. Stabilność w wysokich temperaturach
Temperatury robocze w mokrych systemach odsiarczania spalin zwykle mieszczą się w zakresie 60–80°C, a skoki przekraczają 120°C. Ceramika SiC zachowuje 85% swojej wytrzymałości w temperaturze pokojowej w temperaturze 1400°C, przewyższając ceramikę z tlenku glinu (tracącą 50% wytrzymałości przy 1000°C) i stale żaroodporne. Jej przewodność cieplna (120 W/m·K) umożliwia wydajne odprowadzanie ciepła, zapobiegając gromadzeniu się naprężeń cieplnych.
3. Odporność na zużycie
Przy twardości Vickersa 28 GPa i wytrzymałości na pękanie 4,6 MPa·m¹/², SiC wykazuje doskonałą odporność na erozję w stosunku do cząstek popiołu lotnego (Mohs 5-7). Testy terenowe pokazują, że dysze SiC utrzymują <5% zużycia po 20 000 godzinach pracy, w porównaniu do 30-40% zużycia w dyszach z tlenku glinu i całkowitego uszkodzenia metali powlekanych polimerem w ciągu 8000 godzin.
4. Charakterystyka przepływu
Niezwilżalna powierzchnia z węglika krzemu związanego reakcyjnie (kąt zwilżania >100°) umożliwia precyzyjne rozprowadzanie zawiesiny przy wartościach CV <5%. Jej niezwykle gładka powierzchnia (Ra 0,2-0,4 μm) zmniejsza spadek ciśnienia o 15-20% w porównaniu z dyszami metalowymi, jednocześnie utrzymując stabilne współczynniki wypływu (±1%) w trakcie długotrwałej eksploatacji.
5. Prostota konserwacji
Chemiczna obojętność SiC pozwala na stosowanie agresywnych metod czyszczenia, w tym:
- Strumień wody pod wysokim ciśnieniem (do 250 bar)
- Czyszczenie ultradźwiękowe roztworami alkalicznymi
- Sterylizacja parowa w temp. 150°C
Bez ryzyka degradacji powierzchni, typowego dla dysz metalowych powlekanych polimerem.
6. Ekonomia cyklu życia
Chociaż początkowe koszty dysz SiC są 2-3 razy wyższe niż w przypadku standardowej stali nierdzewnej 316L, ich 8-10-letnia żywotność (w porównaniu z 2-3 latami w przypadku metali) zmniejsza częstotliwość wymiany o 70%. Całkowite koszty użytkowania wykazują oszczędności na poziomie 40-60% w okresie 10 lat, przy zerowym przestoju w przypadku napraw na miejscu.
7. Zgodność ze środowiskiem
SiC zapewnia niezrównaną wydajność w ekstremalnych warunkach:
- Odporność na mgłę solną: 0% zmiany masy po 5000-godzinnym teście ASTM B117
- Praca w temperaturze punktu rosy kwasowej: Wytrzymuje opary H2SO4 o temperaturze 160°C
- Odporność na szok termiczny: Wytrzymuje cykle hartowania 1000°C→25°C
8. Właściwości zapobiegające osadzaniu się kamienia
Kowalencyjna struktura atomowa SiC tworzy niereaktywną powierzchnię ze współczynnikiem łuszczenia o 80% niższym niż w przypadku alternatyw metalowych. Badania krystalograficzne ujawniają, że osady kalcytu i gipsu tworzą słabsze wiązania (przyczepność <1 MPa) na SiC w porównaniu z >5 MPa na metalach, co umożliwia łatwiejsze usuwanie mechaniczne.
Wniosek techniczny
Ceramika z węglika krzemu okazała się optymalnym wyborem materiału dla dysz FGD po przeprowadzeniu kompleksowej oceny wydajności:
- 10x dłuższa żywotność niż w przypadku alternatyw metalowych
- 92% redukcja nieplanowanych prac konserwacyjnych
- 35% poprawa efektywności usuwania SO2 dzięki równomiernemu rozpylaniu
- Pełna zgodność z normami emisji EPA 40 CFR część 63
Dzięki postępowym technikom produkcyjnym, takim jak spiekanie w fazie ciekłej i powlekanie CVD, dysze SiC nowej generacji osiągają wykończenie powierzchni submikronowe i złożone geometrie, które wcześniej nie były osiągalne w przypadku ceramiki. Ta ewolucja technologiczna pozycjonuje węglik krzemu jako materiał z wyboru dla systemów oczyszczania spalin nowej generacji.
Czas publikacji: 20-03-2025