1. Atsparumas korozijai
FGD antgaliaiveikti labai korozinėje aplinkoje, kurioje yra sieros oksidų, chloridų ir kitų agresyvių cheminių medžiagų. Silicio karbido (SiC) keramika pasižymi išskirtiniu atsparumu korozijai, o pH 1–14 tirpaluose masės nuostoliai yra mažesni nei 0,1 % (pagal ASTM C863 bandymus). Palyginti su nerūdijančiu plienu (PREN 18–25) ir nikelio lydiniais (PREN 30–40), SiC išlaiko struktūrinį vientisumą be taškinės korozijos ar įtempių korozijos įtrūkimų net koncentruotose rūgštyse aukštoje temperatūroje.
2. Stabilumas aukštoje temperatūroje
Šlapių dūmų dujų desulfuravimo sistemų darbinė temperatūra paprastai svyruoja nuo 60 iki 80 °C, o pikinės vertės viršija 120 °C. SiC keramika išlaiko 85 % savo stiprumo kambario temperatūroje esant 1400 °C temperatūrai, pranokdama aliuminio oksido keramiką (kuri praranda 50 % stiprumo esant 1000 °C temperatūrai) ir karščiui atsparų plieną. Jos šilumos laidumas (120 W/m·K) leidžia efektyviai išsklaidyti šilumą, užkertant kelią terminių įtempių susidarymui.
3. Atsparumas dilimui
SiC, kurio Vickerso kietumas yra 28 GPa, o lūžio stiprumas – 4,6 MPa·m¹/², pasižymi puikiu atsparumu erozijai, kurią sukelia lakiųjų pelenų dalelės (Mohs 5-7). Lauko bandymai rodo, kad SiC purkštukai po 20 000 darbo valandų išlaiko <5 % susidėvėjimą, palyginti su 30–40 % susidėvėjimu aliuminio oksido purkštukuose ir visišku polimeru dengtų metalų gedimu per 8 000 valandų.
4. Srauto charakteristikos
Reakciniu būdu surišto SiC nešlapinantis paviršius (sąlyčio kampas >100°) leidžia tiksliai išsklaidyti suspensiją, kai variacijos koeficientas (CV) yra mažesnis nei 5 %. Dėl itin lygaus paviršiaus (Ra 0,2–0,4 μm) slėgio kritimas sumažėja 15–20 %, palyginti su metaliniais purkštukais, tuo pačiu išlaikant stabilius išleidimo koeficientus (±1 %) ilgalaikio veikimo metu.
5. Priežiūros paprastumas
SiC cheminis inertiškumas leidžia naudoti agresyvius valymo metodus, įskaitant:
- Aukšto slėgio vandens srovė (iki 250 barų)
- Ultragarsinis valymas šarminiais tirpalais
- Sterilizavimas garais 150 °C temperatūroje
Be paviršiaus degradacijos rizikos, būdingos polimerais dengtiems arba padengtiems metaliniams purkštukams.
6. Gyvavimo ciklo ekonomika
Nors pradinės SiC purkštukų kainos yra 2–3 kartus didesnės nei standartinio 316L nerūdijančio plieno, jų 8–10 metų tarnavimo laikas (palyginti su 2–3 metais metalų) 70 % sumažina keitimo dažnumą. Bendros eksploatavimo išlaidos per 10 metų laikotarpį sutaupo 40–60 %, o remontui vietoje nereikia jokių prastovų.
7. Suderinamumas su aplinka
SiC demonstruoja neprilygstamą našumą ekstremaliomis sąlygomis:
- Atsparumas druskos purslams: 0 % masės pokytis po 5000 val. ASTM B117 bandymo
- Rūgšties rasos taško veikimas: atlaiko 160 °C H2SO4 garus
- Atsparumas terminiam smūgiui: atlaiko 1000 °C → 25 °C gesinimo ciklus
8. Apsauginės savybės nuo kalkių susidarymo
Kovalentinė SiC atominė struktūra sukuria nereaktyvų paviršių, kurio pleiskanojimo greitis yra 80 % mažesnis nei metalinių alternatyvų. Kristalografiniai tyrimai rodo, kad kalcito ir gipso nuosėdos su SiC sudaro silpnesnius ryšius (sukibimas <1 MPa), palyginti su >5 MPa metalais, todėl jį lengviau mechaniškai pašalinti.
Techninė išvada
Atlikus išsamų eksploatacinių savybių vertinimą, silicio karbido keramika išryškėja kaip optimalus FGD purkštukų medžiagos pasirinkimas:
- 10 kartų ilgesnis tarnavimo laikas nei metalinių alternatyvų
- 92 % sumažinta neplanuota priežiūra
- 35 % didesnis SO2 šalinimo efektyvumas dėl nuoseklių purškimo modelių
- Visiškai atitinka EPA 40 CFR 63 dalies išmetamųjų teršalų standartus
Tobulėjant gamybos technologijoms, tokioms kaip skystosios fazės sukepinimas ir CVD dengimas, naujos kartos SiC purkštukai leidžia pasiekti submikroninius paviršiaus apdailos sluoksnius ir sudėtingas geometrijas, kurios anksčiau nebuvo pasiekiamos keramikoje. Ši technologinė evoliucija silicio karbidą iškelia į naujos kartos dūmų dujų valymo sistemų pasirinkimo vietą.
Įrašo laikas: 2025 m. kovo 20 d.