1. Resistencia á corrosión
Boquillas FGDoperan en ambientes altamente corrosivos que conteñen óxidos de xofre, cloruros e outros produtos químicos agresivos. A cerámica de carburo de silicio (SiC) demostra unha resistencia á corrosión excepcional cunha perda de masa inferior ao 0,1 % en solucións de pH 1-14 (segundo as probas ASTM C863). En comparación co aceiro inoxidable (PREN 18-25) e as aliaxes de níquel (PREN 30-40), o SiC mantén a integridade estrutural sen picaduras nin gretas por corrosión baixo tensión mesmo en ácidos concentrados a temperaturas elevadas.
2. Estabilidade a altas temperaturas
As temperaturas de funcionamento nos sistemas de desulfuración de gases de combustión húmidos adoitan oscilar entre os 60 e os 80 °C, con picos que superan os 120 °C. A cerámica de SiC mantén o 85 % da súa resistencia a temperatura ambiente a 1400 °C, superando ás cerámicas de alúmina (que perden un 50 % de resistencia aos 1000 °C) e aos aceiros resistentes á calor. A súa condutividade térmica (120 W/m·K) permite unha disipación eficiente da calor, o que evita a acumulación de tensión térmica.
3. Resistencia ao desgaste
Cunha dureza Vickers de 28 GPa e unha tenacidade á fractura de 4,6 MPa·m¹/², o SiC presenta unha resistencia á erosión superior contra as partículas de cinza volante (Mohs 5-7). As probas de campo mostran que as boquillas de SiC manteñen un desgaste inferior ao 5 % despois de 20 000 horas de servizo, en comparación co desgaste do 30-40 % das boquillas de alúmina e a falla completa dos metais revestidos de polímero en 8000 horas.
4. Características do fluxo
A superficie non mollable do SiC unido por reacción (ángulo de contacto > 100°) permite unha dispersión precisa da suspensión con valores de CV < 5 %. A súa superficie ultralisa (Ra 0,2-0,4 μm) reduce a caída de presión entre un 15 e un 20 % en comparación coas boquillas metálicas, ao tempo que mantén uns coeficientes de descarga estables (± 1 %) durante o funcionamento a longo prazo.
5. Simplicidade de mantemento
A inercia química do SiC permite métodos de limpeza agresivos, como:
- Chorro de auga a alta presión (ata 250 bar)
- Limpeza ultrasónica con solucións alcalinas
- Esterilización por vapor a 150 °C
Sen risco de degradación superficial común nas boquillas metálicas revestidas ou revestidas de polímero.
6. Economía do ciclo de vida
Aínda que os custos iniciais das boquillas de SiC son entre 2 e 3 veces maiores que os do aceiro inoxidable 316L estándar, a súa vida útil de 8 a 10 anos (fronte aos 2-3 anos dos metais) reduce a frecuencia de substitución nun 70 %. Os custos totais de propiedade mostran un aforro do 40 ao 60 % en períodos de 10 anos, sen tempo de inactividade para reparacións in situ.
7. Compatibilidade ambiental
O SiC demostra un rendemento sen igual en condicións extremas:
- Resistencia á pulverización salina: 0 % de cambio de masa despois de 5000 horas de probas ASTM B117
- Funcionamento con punto de orballo ácido: Resiste vapores de H2SO4 a 160 °C
- Resistencia ao choque térmico: Resiste ciclos de temple de 1000 °C a 25 °C
8. Propiedades antical
A estrutura atómica covalente do SiC crea unha superficie non reactiva con taxas de escalamento un 80 % inferiores ás das alternativas metálicas. Os estudos cristalográficos revelan que os depósitos de calcita e xeso forman enlaces máis débiles (adhesión <1 MPa) no SiC fronte a >5 MPa nos metais, o que permite unha eliminación mecánica máis doada.
Conclusión técnica
A cerámica de carburo de silicio emerxe como a opción de material óptima para as boquillas de FGD mediante unha avaliación exhaustiva do rendemento:
- Vida útil 10 veces maior que as alternativas metálicas
- Redución do 92 % no mantemento non planificado
- Mellora do 35 % na eficiencia de eliminación de SO2 mediante patróns de pulverización consistentes
- Cumprimento total das normas de emisións da EPA 40 CFR Parte 63
Co avance das técnicas de fabricación como a sinterización en fase líquida e o revestimento CVD, as boquillas de SiC de nova xeración están a conseguir acabados superficiais submicrónicos e xeometrías complexas que antes non se podían alcanzar na cerámica. Esta evolución tecnolóxica posiciona o carburo de silicio como o material elixido para os sistemas de limpeza de gases de combustión de nova xeración.
Data de publicación: 20 de marzo de 2025