1. Korozijas izturība
FGD sprauslasdarbojas ļoti korozīvā vidē, kas satur sēra oksīdus, hlorīdus un citas agresīvas ķīmiskas vielas. Silīcija karbīda (SiC) keramika demonstrē izcilu izturību pret koroziju, samazinot masu par mazāk nekā 0,1 % pH 1–14 šķīdumos (saskaņā ar ASTM C863 testēšanu). Salīdzinot ar nerūsējošo tēraudu (PREN 18–25) un niķeļa sakausējumiem (PREN 30–40), SiC saglabā strukturālo integritāti bez punktveida korozijas vai sprieguma korozijas plaisāšanas pat koncentrētās skābēs paaugstinātā temperatūrā.
2. Augstas temperatūras stabilitāte
Darba temperatūra mitrās dūmgāzu desulfurizācijas sistēmās parasti ir 60–80 °C, un maksimālā temperatūra pārsniedz 120 °C. SiC keramika saglabā 85 % no savas istabas temperatūras stiprības 1400 °C temperatūrā, pārspējot alumīnija oksīda keramiku (tā zaudē 50 % stiprības līdz 1000 °C) un karstumizturīgus tēraudus. Tās siltumvadītspēja (120 W/m·K) nodrošina efektīvu siltuma izkliedi, novēršot termiskā sprieguma palielināšanos.
3. Nodilumizturība
Ar Vikersa cietību 28 GPa un plaisas izturību 4,6 MPa·m¹/², SiC uzrāda izcilu erozijas izturību pret pelnu daļiņām (Mohs 5-7). Lauka testi liecina, ka SiC sprauslas saglabā <5% nodilumu pēc 20 000 darba stundām, salīdzinot ar 30–40% nodilumu alumīnija oksīda sprauslām un pilnīgu polimēru pārklājumu metālu bojājumu 8000 stundu laikā.
4. Plūsmas raksturojums
Reakcijas ceļā savienotā SiC (saskares leņķis >100°) nemitrinošā virsma nodrošina precīzu suspensijas izkliedi ar CV vērtībām <5%. Tās īpaši gludā virsma (Ra 0,2–0,4 μm) samazina spiediena kritumu par 15–20% salīdzinājumā ar metāla sprauslām, vienlaikus saglabājot stabilus izplūdes koeficientus (±1%) ilgstošas darbības laikā.
5. Apkopes vienkāršība
SiC ķīmiskā inertitāte ļauj izmantot agresīvas tīrīšanas metodes, tostarp:
- Augstspiediena ūdens strūkla (līdz 250 bāriem)
- Ultraskaņas tīrīšana ar sārmainiem šķīdumiem
- Sterilizācija ar tvaiku 150°C temperatūrā
Bez virsmas degradācijas riska, kas raksturīgs ar polimēru oderētām vai pārklātām metāla sprauslām.
6. Dzīves cikla ekonomika
Lai gan SiC sprauslu sākotnējās izmaksas ir 2–3 reizes augstākas nekā standarta 316L nerūsējošā tērauda sprauslām, to 8–10 gadu kalpošanas laiks (salīdzinājumā ar 2–3 gadiem metāliem) samazina nomaiņas biežumu par 70%. Kopējās ekspluatācijas izmaksas 10 gadu laikā samazina 40–60%, un nav nepieciešams dīkstāves laiks remontam uz vietas.
7. Saderība ar vidi
SiC demonstrē nepārspējamu veiktspēju ekstremālos apstākļos:
- Izturība pret sāls izsmidzināšanu: 0% masas izmaiņas pēc 5000 stundu ASTM B117 testēšanas
- Skābes rasas punkta darbība: Iztur 160°C H2SO4 tvaikus
- Termiskā trieciena izturība: Iztur 1000°C→25°C dzēšanas ciklus
8. Pretkaļķošanās īpašības
SiC kovalentā atomu struktūra rada nereaģējošu virsmu ar mērogošanās ātrumu, kas ir par 80% zemāks nekā metālu alternatīvām. Kristalogrāfiskie pētījumi atklāj, ka kalcīta un ģipša nogulsnes veido vājākas saites (adhēzija <1 MPa) uz SiC, salīdzinot ar >5 MPa uz metāliem, kas ļauj to vieglāk mehāniski noņemt.
Tehniskais secinājums
Silīcija karbīda keramika, veicot visaptverošu veiktspējas novērtējumu, izrādās optimāla materiāla izvēle FGD sprauslām:
- 10 reizes ilgāks kalpošanas laiks nekā metāla alternatīvām
- Neplānotas apkopes samazinājums par 92 %
- Par 35 % uzlabota SO2 atdalīšanas efektivitāte, pateicoties vienmērīgiem izsmidzināšanas modeļiem
- Pilnīga atbilstība EPA 40 CFR 63. daļas emisiju standartiem
Attīstoties ražošanas metodēm, piemēram, šķidrfāzes sintēzei un CVD pārklājumam, nākamās paaudzes SiC sprauslas nodrošina submikronu virsmas apdari un sarežģītas ģeometrijas, kas iepriekš nebija sasniedzamas keramikā. Šī tehnoloģiskā evolūcija pozicionē silīcija karbīdu kā izvēlēto materiālu nākamās paaudzes dūmgāzu attīrīšanas sistēmām.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 20. marts