1. Rezistență la coroziune
Duze FGDfuncționează în medii extrem de corozive care conțin oxizi de sulf, cloruri și alte substanțe chimice agresive. Ceramica din carbură de siliciu (SiC) demonstrează o rezistență excepțională la coroziune, cu o pierdere de masă mai mică de 0,1% în soluții cu pH 1-14 (conform testării ASTM C863). Comparativ cu oțelul inoxidabil (PREN 18-25) și aliajele de nichel (PREN 30-40), SiC își menține integritatea structurală fără coroziune sau fisuri sub tensiune, chiar și în acizi concentrați la temperaturi ridicate.
2. Stabilitate la temperaturi ridicate
Temperaturile de funcționare în sistemele de desulfurare umedă a gazelor de ardere variază de obicei între 60-80°C, cu vârfuri care depășesc 120°C. Ceramica de SiC își păstrează 85% din rezistența la temperatura camerei la 1400°C, depășind ceramica de alumină (pierzând cu 50% rezistență la 1000°C) și oțelurile rezistente la căldură. Conductivitatea sa termică (120 W/m·K) permite disiparea eficientă a căldurii, prevenind acumularea de stres termic.
3. Rezistență la uzură
Cu o duritate Vickers de 28 GPa și o tenacitate la fractură de 4,6 MPa·m¹/², SiC prezintă o rezistență superioară la eroziune împotriva particulelor de cenușă zburătoare (Mohs 5-7). Testele pe teren arată că duzele de SiC mențin o uzură de <5% după 20.000 de ore de funcționare, comparativ cu o uzură de 30-40% în cazul duzelor de alumină și o defectare completă a metalelor acoperite cu polimeri în decurs de 8.000 de ore.
4. Caracteristicile de curgere
Suprafața neumedabilă a SiC lipit prin reacție (unghi de contact >100°) permite o dispersie precisă a suspensiei cu valori CV <5%. Suprafața sa ultra-netedă (Ra 0,2-0,4 μm) reduce căderea de presiune cu 15-20% în comparație cu duzele metalice, menținând în același timp coeficienți de descărcare stabili (±1%) pe termen lung.
5. Simplitate în întreținere
Inerția chimică a SiC permite metode de curățare agresive, inclusiv:
- Jet de apă de înaltă presiune (până la 250 bar)
- Curățare cu ultrasunete cu soluții alcaline
- Sterilizare cu abur la 150°C
Fără riscul de degradare a suprafeței, comun la duzele metalice căptușite cu polimeri sau acoperite.
6. Economia ciclului de viață
Deși costurile inițiale pentru duzele din SiC sunt de 2-3 ori mai mari decât cele ale oțelului inoxidabil standard 316L, durata lor de viață de 8-10 ani (față de 2-3 ani pentru metale) reduce frecvența de înlocuire cu 70%. Costurile totale de proprietate arată economii de 40-60% pe perioade de 10 ani, fără timpi de nefuncționare pentru reparații la fața locului.
7. Compatibilitate cu mediul
SiC demonstrează performanțe de neegalat în condiții extreme:
- Rezistență la pulverizare cu sare: 0% modificare a masei după 5000 ore de testare ASTM B117
- Funcționare la punct de rouă acid: Rezistă la vapori de H2SO4 de 160°C
- Rezistență la șocuri termice: Rezistă la cicluri de răcire de la 1000°C la 25°C
8. Proprietăți anti-depunere
Structura atomică covalentă a SiC creează o suprafață nereactivă cu rate de scalare cu 80% mai mici decât alternativele metalice. Studiile cristalografice arată că depozitele de calcit și gips formează legături mai slabe (aderență <1 MPa) pe SiC față de >5 MPa pe metale, permițând o îndepărtare mecanică mai ușoară.
Concluzie tehnică
Ceramica din carbură de siliciu se dovedește a fi alegerea optimă de material pentru duzele FGD printr-o evaluare cuprinzătoare a performanței:
- Durată de viață de 10 ori mai lungă decât alternativele metalice
- Reducere cu 92% a întreținerii neplanificate
- Îmbunătățire cu 35% a eficienței de eliminare a SO2 prin modele de pulverizare consecvente
- Respectare deplină a standardelor de emisii EPA 40 CFR Partea 63
Cu ajutorul tehnicilor de fabricație avansate, precum sinterizarea în fază lichidă și acoperirea CVD, duzele SiC de ultimă generație ating finisaje de suprafață submicronice și geometrii complexe, imposibil de atins anterior în ceramică. Această evoluție tehnologică poziționează carbura de siliciu ca materialul preferat pentru sistemele de purificare a gazelor de ardere de ultimă generație.
Data publicării: 20 martie 2025