1. Korozyon Direnci
FGD nozullarıKükürt oksitler, klorürler ve diğer agresif kimyasallar içeren son derece aşındırıcı ortamlarda çalışır. Silisyum karbür (SiC) seramik, pH 1-14 çözeltilerinde %0,1'den daha az kütle kaybıyla (ASTM C863 testine göre) olağanüstü korozyon direnci gösterir. Paslanmaz çelik (PREN 18-25) ve nikel alaşımlarına (PREN 30-40) kıyasla, SiC, yüksek sıcaklıklarda konsantre asitlerde bile çukurlaşma veya gerilme korozyonu çatlaması olmadan yapısal bütünlüğünü korur.
2. Yüksek Sıcaklık Kararlılığı
Islak baca gazı kükürt giderme sistemlerinde çalışma sıcaklıkları tipik olarak 60-80°C arasında değişmekte olup, 120°C'yi aşan ani yükselmeler de görülmektedir. SiC seramik, 1400°C'de oda sıcaklığındaki mukavemetinin %85'ini koruyarak, alümina seramiklerden (1000°C'de mukavemetinin %50'sini kaybeder) ve ısıya dayanıklı çeliklerden daha iyi performans göstermektedir. Isı iletkenliği (120 W/m·K), verimli ısı dağılımı sağlayarak termal gerilim birikimini önler.
3. Aşınma Direnci
28 GPa Vickers sertliği ve 4,6 MPa·m¹/² kırılma tokluğu ile SiC, uçucu kül parçacıklarına (Mohs 5-7) karşı üstün aşınma direnci sergiler. Saha testleri, SiC nozullarının 20.000 hizmet saatinden sonra %5'ten daha az aşınma gösterdiğini, buna karşılık alümina nozullarında %30-40 aşınma ve polimer kaplı metallerde 8.000 saat içinde tamamen arıza meydana geldiğini göstermektedir.
4. Akış Özellikleri
Reaksiyonla bağlanmış SiC'nin ıslanmayan yüzeyi (temas açısı >100°), %5'in altında CV değerleriyle hassas bulamaç dağılımı sağlar. Ultra pürüzsüz yüzeyi (Ra 0,2-0,4 μm), metal nozullara kıyasla basınç düşüşünü %15-20 oranında azaltırken, uzun süreli çalışma boyunca kararlı deşarj katsayılarını (±%1) korur.
5. Bakım Kolaylığı
SiC'nin kimyasal olarak inert olması, aşağıdakiler de dahil olmak üzere agresif temizleme yöntemlerine olanak tanır:
- Yüksek basınçlı su jeti (250 bar'a kadar)
- Alkali çözeltilerle ultrasonik temizlik
- 150°C'de buharla sterilizasyon
Polimer kaplı veya kaplamalı metal nozullarda sık görülen yüzey bozulması riski olmadan.
6. Yaşam Döngüsü Ekonomisi
SiC nozulların ilk maliyetleri standart 316L paslanmaz çeliğe göre 2-3 kat daha yüksek olsa da, 8-10 yıllık kullanım ömrü (metal nozullar için 2-3 yıla kıyasla) değiştirme sıklığını %70 oranında azaltmaktadır. Toplam sahip olma maliyetleri, 10 yıllık süreler boyunca %40-60 oranında tasarruf sağlarken, yerinde onarımlar için sıfır arıza süresi sunmaktadır.
7. Çevresel Uyumluluk
SiC, aşırı koşullarda benzersiz bir performans sergiliyor:
- Tuz püskürtme direnci: 5000 saatlik ASTM B117 testinden sonra kütle değişiminde %0.
- Asit çiğlenme noktası çalışma prensibi: 160°C H2SO4 buharlarına dayanıklıdır.
- Isı şokuna dayanıklılık: 1000°C→25°C soğutma döngülerine dayanır.
8. Kireç Önleyici Özellikler
SiC'nin kovalent atomik yapısı, metal alternatiflerine göre %80 daha düşük kireçlenme oranlarına sahip, reaktif olmayan bir yüzey oluşturur. Kristalografik çalışmalar, kalsit ve jips birikintilerinin SiC üzerinde metallere kıyasla daha zayıf bağlar (yapışma <1 MPa) oluşturduğunu, bunun da mekanik olarak daha kolay uzaklaştırılmasını sağladığını ortaya koymaktadır.
Teknik Sonuç
Kapsamlı performans değerlendirmesi sonucunda silisyum karbür seramik, baca gazı kükürt giderme (FGD) nozulları için en uygun malzeme seçeneği olarak ortaya çıkmıştır:
- Metal alternatiflerine göre 10 kat daha uzun kullanım ömrü
- Planlanmamış bakımda %92 azalma
- Tutarlı püskürtme desenleri sayesinde SO2 giderme verimliliğinde %35 iyileşme
- EPA 40 CFR Bölüm 63 emisyon standartlarına tam uyumluluk.
Sıvı fazlı sinterleme ve CVD kaplama gibi gelişmiş üretim teknikleriyle, yeni nesil SiC nozulları, seramiklerde daha önce ulaşılamayan mikron altı yüzey kalitesi ve karmaşık geometriler elde ediyor. Bu teknolojik evrim, silisyum karbürü yeni nesil baca gazı temizleme sistemleri için tercih edilen malzeme konumuna getiriyor.
Yayın tarihi: 20 Mart 2025