1. Corrosiebestendigheid
FGD-sproeiersHet materiaal is geschikt voor gebruik in zeer corrosieve omgevingen met zwaveloxiden, chloriden en andere agressieve chemicaliën. Siliciumcarbide (SiC) keramiek vertoont een uitzonderlijke corrosiebestendigheid met een massaverlies van minder dan 0,1% in oplossingen met een pH van 1-14 (volgens ASTM C863-testen). In vergelijking met roestvrij staal (PREN 18-25) en nikkellegeringen (PREN 30-40) behoudt SiC zijn structurele integriteit zonder putcorrosie of spanningscorrosie, zelfs in geconcentreerde zuren bij hoge temperaturen.
2. Stabiliteit bij hoge temperaturen
De bedrijfstemperaturen in natte rookgasontzwavelingssystemen liggen doorgaans tussen de 60 en 80 °C, met pieken boven de 120 °C. SiC-keramiek behoudt 85% van zijn sterkte bij kamertemperatuur tot 1400 °C, waarmee het beter presteert dan aluminiumoxidekeramiek (dat 50% van zijn sterkte verliest bij 1000 °C) en hittebestendig staal. De thermische geleidbaarheid (120 W/m·K) zorgt voor een efficiënte warmteafvoer en voorkomt de opbouw van thermische spanningen.
3. Slijtvastheid
Met een Vickers-hardheid van 28 GPa en een breuktaaiheid van 4,6 MPa·m¹/² vertoont SiC een superieure erosiebestendigheid tegen vliegasdeeltjes (Mohs 5-7). Veldtests tonen aan dat SiC-sproeiers na 20.000 bedrijfsuren minder dan 5% slijtage vertonen, vergeleken met 30-40% slijtage bij aluminiumoxide-sproeiers en volledige uitval van polymeergecoate metalen binnen 8.000 uur.
4. Stromingskarakteristieken
Het niet-bevochtigende oppervlak van reactiegebonden SiC (contacthoek >100°) maakt een nauwkeurige verspreiding van de slurry mogelijk met CV-waarden <5%. Het ultragladde oppervlak (Ra 0,2-0,4 μm) vermindert de drukval met 15-20% in vergelijking met metalen nozzles, terwijl de uitstroomcoëfficiënten stabiel blijven (±1%) gedurende langdurig gebruik.
5. Onderhoudsgemak
De chemische inertheid van SiC maakt agressieve reinigingsmethoden mogelijk, waaronder:
- Hogedrukwaterstraal (tot 250 bar)
- Ultrasone reiniging met alkalische oplossingen
- Stoomsterilisatie bij 150 °C
Zonder het risico op oppervlaktebeschadiging dat vaak voorkomt bij met polymeer beklede of gecoate metalen sproeiers.
6. Levenscycluseconomie
Hoewel de initiële kosten voor SiC-sproeiers 2-3 keer hoger liggen dan die van standaard 316L roestvrij staal, zorgt hun levensduur van 8-10 jaar (versus 2-3 jaar voor metalen) voor een 70% lagere vervangingsfrequentie. De totale eigendomskosten laten een besparing van 40-60% zien over een periode van 10 jaar, zonder stilstand voor reparaties ter plaatse.
7. Milieuvriendelijkheid
SiC presteert ongeëvenaard onder extreme omstandigheden:
- Zoutnevelbestendigheid: 0% massaverandering na 5000 uur ASTM B117-testen
- Werking bij zuurdauwpunt: Bestand tegen H2SO4-dampen van 160 °C
- Thermische schokbestendigheid: Bestand tegen afkoelingscycli van 1000 °C tot 25 °C.
8. Anti-aanslag eigenschappen
De covalente atoomstructuur van SiC zorgt voor een niet-reactief oppervlak met een afschilferingssnelheid die 80% lager is dan bij metalen alternatieven. Kristallografische studies tonen aan dat calciet- en gipsafzettingen zwakkere bindingen (hechting <1 MPa) vormen op SiC dan op metalen (>5 MPa), waardoor mechanische verwijdering eenvoudiger is.
Technische conclusie
Uit een uitgebreide prestatie-evaluatie blijkt dat siliciumcarbidekeramiek de optimale materiaalkeuze is voor FGD-sproeiers:
- 10 keer langere levensduur dan metalen alternatieven
- 92% minder ongepland onderhoud
- 35% verbetering in de SO2-verwijderingsefficiëntie door consistente sproeipatronen
- Volledige naleving van de emissienormen van EPA 40 CFR Deel 63
Dankzij geavanceerde productietechnieken zoals vloeistoffase-sinteren en CVD-coating, bereiken SiC-sproeiers van de volgende generatie oppervlakteafwerkingen van minder dan een micron en complexe geometrieën die voorheen onbereikbaar waren met keramiek. Deze technologische ontwikkeling maakt siliciumcarbide tot hét materiaal bij uitstek voor de volgende generatie rookgasreinigingssystemen.
Geplaatst op: 20 maart 2025