1. ความต้านทานการกัดกร่อน
หัวฉีด FGDใช้งานในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนสูงซึ่งประกอบด้วยซัลเฟอร์ออกไซด์ คลอไรด์ และสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอื่นๆ เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) แสดงให้เห็นถึงความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม โดยมีการสูญเสียมวลน้อยกว่า 0.1% ในสารละลาย pH 1-14 (ตามการทดสอบ ASTM C863) เมื่อเปรียบเทียบกับสเตนเลสสตีล (PREN 18-25) และโลหะผสมนิกเกิล (PREN 30-40) SiC ยังคงความสมบูรณ์ของโครงสร้างโดยไม่เกิดหลุมหรือรอยแตกจากการกัดกร่อน แม้ในกรดเข้มข้นที่อุณหภูมิสูง
2. เสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง
อุณหภูมิการทำงานในระบบกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากก๊าซไอเสียแบบเปียกโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 60-80°C โดยมีช่วงอุณหภูมิพุ่งสูงเกิน 120°C เซรามิก SiC ยังคงความแข็งแรงที่อุณหภูมิห้องไว้ได้ 85% ที่อุณหภูมิ 1400°C ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเซรามิกอะลูมินา (ซึ่งสูญเสียความแข็งแรงไป 50% เมื่ออุณหภูมิ 1000°C) และเหล็กทนความร้อน ค่าการนำความร้อน (120 W/m·K) ช่วยให้ระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันการสะสมของความเค้นจากความร้อน
3. ความทนทานต่อการสึกหรอ
ด้วยความแข็งแบบวิกเกอร์สที่ 28 GPa และความเหนียวแตกหักที่ 4.6 MPa·m¹/² ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) จึงมีความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าต่ออนุภาคเถ้าลอย (Mohs 5-7) การทดสอบภาคสนามแสดงให้เห็นว่าหัวฉีดซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) มีการสึกหรอน้อยกว่า 5% หลังจากใช้งาน 20,000 ชั่วโมง เมื่อเทียบกับหัวฉีดอะลูมินาที่สึกหรอ 30-40% และโลหะเคลือบโพลีเมอร์ที่เสียหายอย่างสมบูรณ์ภายใน 8,000 ชั่วโมง
4. ลักษณะการไหล
พื้นผิวที่ไม่เปียกของ SiC ที่ยึดติดด้วยปฏิกิริยา (มุมสัมผัส >100°) ช่วยให้การกระจายตัวของสารละลายแม่นยำ โดยมีค่า CV <5% พื้นผิวที่เรียบเป็นพิเศษ (Ra 0.2-0.4μm) ช่วยลดแรงดันตกคร่อมลง 15-20% เมื่อเทียบกับหัวฉีดโลหะ ในขณะที่ยังคงรักษาค่าสัมประสิทธิ์การคายประจุที่คงที่ (±1%) ตลอดการใช้งานระยะยาว
5. ความเรียบง่ายในการบำรุงรักษา
ความเฉื่อยทางเคมีของ SiC ช่วยให้สามารถทำความสะอาดได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึง:
- เครื่องฉีดน้ำแรงดันสูง (สูงสุด 250 บาร์)
- การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกด้วยสารละลายด่าง
- ฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิ 150°C
ปราศจากความเสี่ยงต่อการเสื่อมสภาพของพื้นผิวซึ่งมักพบในหัวฉีดโลหะที่บุหรือเคลือบโพลีเมอร์
6. เศรษฐศาสตร์วงจรชีวิต
แม้ว่าต้นทุนเริ่มต้นของหัวฉีด SiC จะสูงกว่าสเตนเลส 316L มาตรฐาน 2-3 เท่า แต่อายุการใช้งาน 8-10 ปี (เทียบกับ 2-3 ปีสำหรับโลหะ) ช่วยลดความถี่ในการเปลี่ยนหัวฉีดลง 70% ต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวมลดลง 40-60% ตลอดระยะเวลา 10 ปี โดยไม่ต้องหยุดทำงานเพื่อซ่อมแซม ณ จุดเกิดเหตุ
7. ความเข้ากันได้ของสิ่งแวดล้อม
SiC แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ไม่มีใครเทียบได้ภายใต้สภาวะที่รุนแรง:
- ความต้านทานการพ่นเกลือ: การเปลี่ยนแปลงมวล 0% หลังการทดสอบ ASTM B117 เป็นเวลา 5,000 ชั่วโมง
- การทำงานที่จุดน้ำค้างกรด: ทนทานต่อไอระเหย H2SO4 ที่อุณหภูมิ 160°C
- ทนทานต่อแรงกระแทกจากความร้อน: ทนทานต่อรอบการดับ 1,000°C→25°C
8. คุณสมบัติป้องกันการเกิดตะกรัน
โครงสร้างอะตอมแบบโควาเลนต์ของ SiC ก่อให้เกิดพื้นผิวที่ไม่ทำปฏิกิริยา โดยมีอัตราการขยายขนาดต่ำกว่าโลหะทางเลือกถึง 80% การศึกษาผลึกศาสตร์เผยให้เห็นว่าแหล่งสะสมแคลไซต์และยิปซัมสร้างพันธะที่อ่อนกว่า (การยึดเกาะ <1 MPa) บน SiC เทียบกับ >5 MPa บนโลหะ ทำให้สามารถกำจัดออกทางกลได้ง่ายขึ้น
ข้อสรุปทางเทคนิค
เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์กลายเป็นตัวเลือกวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับหัวฉีด FGD ผ่านการประเมินประสิทธิภาพอย่างครอบคลุม:
- อายุการใช้งานยาวนานกว่าวัสดุโลหะถึง 10 เท่า
- ลดการบำรุงรักษาที่ไม่ได้วางแผนไว้ 92%
- ปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัด SO2 ให้ดีขึ้น 35% ด้วยรูปแบบการพ่นที่สม่ำเสมอ
- ปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษ EPA 40 CFR ส่วน 63 อย่างครบถ้วน
ด้วยเทคนิคการผลิตที่ก้าวหน้า เช่น การเผาผนึกด้วยเฟสของเหลวและการเคลือบ CVD หัวฉีด SiC รุ่นใหม่จึงสามารถผลิตพื้นผิวที่มีความละเอียดต่ำกว่าไมครอนและรูปทรงที่ซับซ้อนซึ่งไม่เคยทำได้มาก่อนในเซรามิก วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีนี้ทำให้ซิลิคอนคาร์ไบด์กลายเป็นวัสดุที่เลือกใช้ในระบบทำความสะอาดก๊าซไอเสียรุ่นใหม่
เวลาโพสต์: 20 มี.ค. 2568