1. Resistència a la corrosió
boquilles FGDfuncionar en ambients altament corrosius que contenen òxids de sofre, clorurs i altres productes químics agressius. La ceràmica de carbur de silici (SiC) demostra una resistència a la corrosió excepcional amb menys del 0,1% de pèrdua de massa en solucions de pH 1-14 (segons les proves ASTM C863). En comparació amb l'acer inoxidable (PREN 18-25) i els aliatges de níquel (PREN 30-40), el SiC manté la integritat estructural sense picadures ni esquerdes per corrosió sota tensió, fins i tot en àcids concentrats a temperatures elevades.
2. Estabilitat a altes temperatures
Les temperatures de funcionament en sistemes de dessulfuració de gasos de combustió en estat humit solen oscil·lar entre els 60 i els 80 °C, amb pics que superen els 120 °C. La ceràmica de SiC conserva el 85% de la seva resistència a temperatura ambient a 1400 °C, superant la ceràmica d'alúmina (perdent un 50% de resistència als 1000 °C) i els acers resistents a la calor. La seva conductivitat tèrmica (120 W/m·K) permet una dissipació eficient de la calor, evitant l'acumulació d'estrès tèrmic.
3. Resistència al desgast
Amb una duresa Vickers de 28 GPa i una tenacitat a la fractura de 4,6 MPa·m¹/², el SiC presenta una resistència superior a l'erosió contra les partícules de cendra volant (Mohs 5-7). Les proves de camp mostren que els broquets de SiC mantenen un desgast inferior al 5% després de 20.000 hores de servei, en comparació amb el desgast del 30-40% dels broquets d'alúmina i la fallada completa dels metalls recoberts de polímer en 8.000 hores.
4. Característiques del flux
La superfície no humitejant del SiC unit per reacció (angle de contacte > 100°) permet una dispersió precisa de la suspensió amb valors de CV <5%. La seva superfície ultrallisa (Ra 0,2-0,4 μm) redueix la caiguda de pressió en un 15-20% en comparació amb les broquetes metàl·liques, alhora que manté uns coeficients de descàrrega estables (±1%) durant un funcionament a llarg termini.
5. Simplicitat de manteniment
La inertícia química del SiC permet mètodes de neteja agressius, com ara:
- Raig d'aigua a alta pressió (fins a 250 bar)
- Neteja per ultrasons amb solucions alcalines
- Esterilització amb vapor a 150 °C
Sense risc de degradació superficial habitual en broquets metàl·lics revestits o folrats de polímer.
6. Economia del cicle de vida
Tot i que els costos inicials de les boquilles de SiC són de 2 a 3 vegades més alts que els de l'acer inoxidable 316L estàndard, la seva vida útil de 8 a 10 anys (enfront de 2 a 3 anys per als metalls) redueix la freqüència de substitució en un 70%. Els costos totals de propietat mostren un estalvi del 40 al 60% en períodes de 10 anys, sense temps d'inactivitat per a reparacions in situ.
7. Compatibilitat ambiental
El SiC demostra un rendiment inigualable en condicions extremes:
Resistència a la boira salina: 0% de canvi de massa després de 5000 hores de prova ASTM B117
- Funcionament amb punt de rosada àcid: Suporta vapors d'H2SO4 de 160 °C
- Resistència al xoc tèrmic: Sobreviu a cicles d'apagada de 1000 °C a 25 °C
8. Propietats antiincrustació
L'estructura atòmica covalent del SiC crea una superfície no reactiva amb taxes d'escalat un 80% inferiors a les alternatives metàl·liques. Els estudis cristal·logràfics revelen que els dipòsits de calcita i guix formen enllaços més febles (adhesió <1 MPa) sobre el SiC en comparació amb >5 MPa sobre els metalls, cosa que permet una eliminació mecànica més fàcil.
Conclusió tècnica
La ceràmica de carbur de silici esdevé el material òptim per a les boquilles de FGD mitjançant una avaluació exhaustiva del rendiment:
- Vida útil 10 vegades més llarga que les alternatives metàl·liques
- Reducció del 92% en el manteniment no planificat
- Millora del 35% en l'eficiència d'eliminació de SO2 mitjançant patrons de polvorització consistents
- Compliment total amb les normes d'emissions de l'EPA 40 CFR Part 63
Amb tècniques de fabricació avançades com la sinterització en fase líquida i el recobriment CVD, les boquilles de SiC de nova generació aconsegueixen acabats superficials submicròmetres i geometries complexes que abans no s'havien assolit en la ceràmica. Aquesta evolució tecnològica posiciona el carbur de silici com el material preferit per als sistemes de neteja de gasos de combustió de nova generació.
Data de publicació: 20 de març de 2025