現代の排ガス浄化システムの中核部品として、シリコンカーバイドFGDノズル炭化ケイ素（SiC）は、火力発電や冶金などの産業分野で重要な役割を果たしています。この炭化ケイ素セラミックノズルは、革新的な構造設計と材料の革新により、従来の金属ノズルの強い腐食と摩耗条件における技術的なボトルネックを解決し、脱硫効率を大幅に向上させました。
1、材料特性が性能の基礎となる
モース硬度炭化ケイ素セラミックス炭化ケイ素の耐摩耗性はダイヤモンドに次ぐ9.2に達し、破壊靭性はアルミナセラミックスの3倍です。この共有結合結晶構造は優れた耐摩耗性を備えており、石膏結晶を含む高速スラリー（流速最大12m/s）の衝撃下でも、表面摩耗率は金属ノズルのわずか20分の1です。pH値が4～10の酸塩基交互環境において、炭化ケイ素の耐腐食性は0.01mm/年未満であり、316Lステンレス鋼の0.5mm/年を大幅に上回ります。
材料の熱膨張係数（4.0 × 10⁻⁶/℃）は鋼鉄に近く、150℃の温度差下でも構造安定性を維持します。反応焼結法で製造された炭化ケイ素セラミックスは、密度が98%以上、気孔率が0.5%未満であるため、媒体の浸入による構造損傷を効果的に防止します。
2、精密噴霧機構と流れ場制御
そのシリコンカーバイドスパイラルノズルスラリーの旋回速度を大幅に向上させ、精密な出口開口により、石灰石スラリーを小さく均一な液滴に分解します。この構造によって形成される中空円錐状の噴霧場の被覆率は非常に高く、塔内での液滴の滞留時間は2～3秒に延長され、従来のノズルより40%長くなります。
3、システムマッチングとエンジニアリングの最適化
典型的なスプレータワーでは、シリコンカーバイドFGDノズルチェス盤状に配置されたスラリーは、スプレーコーン径の1.2～1.5倍の間隔で3～5層のオーバーレイを形成します。この配置により、脱硫塔の断面積被覆率が200%を超え、排ガスとスラリーの十分な接触が確保されます。塔空流量が3～5m/sの場合、システム圧力損失は800～1200Paの範囲に制御されます。
運転データによると、炭化ケイ素ノズルを用いたFGDシステムの脱硫効率は97.5%以上で安定しており、石膏副産物の水分含有量は10%未満に低減しました。機器のメンテナンス周期は金属ノズルの場合3ヶ月から3年に延長され、スペアパーツの交換コストは70%削減されました。
この応用FGDノズルこれは、環境保護設備の大規模化から精密化への飛躍を示すものです。3Dプリントセラミック技術の成熟に伴い、将来的には流路構造のトポロジー最適化設計が実現し、霧化効率がさらに15～20%向上し、超低排出技術が新たな発展段階に入ることが期待されます。
投稿日時: 2025年3月24日