1. ความต้านทานการกัดกร่อน
หัวฉีด FGDใช้งานในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนสูงซึ่งมีซัลเฟอร์ออกไซด์ คลอไรด์ และสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอื่นๆ เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) แสดงให้เห็นถึงความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมโดยมีการสูญเสียมวลน้อยกว่า 0.1% ในสารละลาย pH 1-14 (ตามการทดสอบ ASTM C863) เมื่อเปรียบเทียบกับสแตนเลส (PREN 18-25) และโลหะผสมนิกเกิล (PREN 30-40) SiC ยังคงรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างโดยไม่เกิดหลุมหรือรอยแตกจากการกัดกร่อนแม้ในกรดเข้มข้นที่อุณหภูมิสูง
2. เสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง
อุณหภูมิในการทำงานของระบบกำจัดซัลเฟอร์จากก๊าซไอเสียแบบเปียกโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 60-80°C โดยมีช่วงอุณหภูมิที่สูงกว่า 120°C เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ยังคงความแข็งแรงที่อุณหภูมิห้องได้ 85% ที่อุณหภูมิ 1,400°C ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเซรามิกอะลูมินา (ซึ่งสูญเสียความแข็งแรงไป 50% เมื่ออุณหภูมิ 1,000°C) และเหล็กที่ทนความร้อนได้ การนำความร้อน (120 W/m·K) ช่วยให้ระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันการสะสมของความเค้นจากความร้อน
3. ความทนทานต่อการสึกหรอ
ด้วยความแข็งแบบวิกเกอร์สที่ 28 GPa และความเหนียวในการแตกหักที่ 4.6 MPa·m¹/² ทำให้ SiC มีความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าต่ออนุภาคเถ้าลอย (Mohs 5-7) การทดสอบภาคสนามแสดงให้เห็นว่าหัวฉีด SiC มีการสึกหรอน้อยกว่า 5% หลังจากใช้งาน 20,000 ชั่วโมง เมื่อเทียบกับหัวฉีดอะลูมินาที่สึกหรอ 30-40% และโลหะเคลือบโพลีเมอร์ที่ล้มเหลวโดยสมบูรณ์ภายใน 8,000 ชั่วโมง
4. ลักษณะการไหล
พื้นผิวที่ไม่เปียกของ SiC ที่เชื่อมด้วยปฏิกิริยา (มุมสัมผัส >100°) ช่วยให้กระจายสารละลายได้อย่างแม่นยำโดยมีค่า CV <5% พื้นผิวที่เรียบเป็นพิเศษ (Ra 0.2-0.4μm) ช่วยลดการตกของแรงดันได้ 15-20% เมื่อเทียบกับหัวฉีดโลหะ ในขณะที่ยังคงรักษาค่าสัมประสิทธิ์การคายประจุที่เสถียร (±1%) ตลอดการใช้งานระยะยาว
5. การบำรุงรักษาที่เรียบง่าย
ความเฉื่อยทางเคมีของ SiC ช่วยให้สามารถทำความสะอาดได้อย่างเข้มข้น รวมถึง:
- เครื่องฉีดน้ำแรงดันสูง (สูงสุด 250 บาร์)
- การทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงด้วยสารละลายด่าง
- ฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิ 150°C
โดยไม่มีความเสี่ยงต่อการเสื่อมสภาพของพื้นผิว ซึ่งมักเกิดขึ้นกับหัวฉีดโลหะที่บุหรือเคลือบโพลีเมอร์
6. เศรษฐศาสตร์วงจรชีวิต
แม้ว่าต้นทุนเริ่มต้นของหัวฉีด SiC จะสูงกว่าสเตนเลส 316L มาตรฐาน 2-3 เท่า แต่หัวฉีดมีอายุการใช้งาน 8-10 ปี (เทียบกับ 2-3 ปีสำหรับโลหะ) ซึ่งช่วยลดความถี่ในการเปลี่ยนหัวฉีดลงได้ 70% ต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวมจะประหยัดได้ 40-60% ในช่วงเวลา 10 ปี โดยไม่ต้องหยุดทำงานเพื่อซ่อมแซมในสถานที่
7. ความเข้ากันได้ของสิ่งแวดล้อม
SiC แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ไม่มีใครเทียบได้ในสภาวะที่รุนแรง:
- ความต้านทานการพ่นเกลือ: การเปลี่ยนแปลงมวล 0% หลังจากการทดสอบ ASTM B117 เป็นเวลา 5,000 ชั่วโมง
- การทำงานที่จุดน้ำค้างของกรด: ทนทานต่อไอระเหย H2SO4 ที่อุณหภูมิ 160°C
- ทนทานต่อแรงกระแทกจากความร้อน: ทนทานต่อรอบการดับที่อุณหภูมิ 1,000°C→25°C
8. คุณสมบัติป้องกันการเกิดตะกรัน
โครงสร้างอะตอมโควาเลนต์ของ SiC สร้างพื้นผิวที่ไม่ทำปฏิกิริยา โดยมีอัตราการปรับขนาดต่ำกว่าทางเลือกของโลหะถึง 80% การศึกษาผลึกศาสตร์เผยให้เห็นว่าแหล่งแคลไซต์และยิปซัมสร้างพันธะที่อ่อนแอกว่า (การยึดเกาะ <1 MPa) บน SiC เทียบกับ >5 MPa บนโลหะ ทำให้สามารถกำจัดออกด้วยกลไกได้ง่ายกว่า
ข้อสรุปทางเทคนิค
เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์กลายเป็นตัวเลือกวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับหัวฉีด FGD ผ่านการประเมินประสิทธิภาพที่ครอบคลุม:
- อายุการใช้งานยาวนานกว่าวัสดุโลหะถึง 10 เท่า
- ลดการบำรุงรักษาที่ไม่ได้วางแผนไว้ 92%
- ปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัด SO2 ขึ้น 35% ผ่านรูปแบบการพ่นที่สม่ำเสมอ
- ปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษ EPA 40 CFR ส่วน 63 อย่างครบถ้วน
ด้วยเทคนิคการผลิตที่ก้าวหน้า เช่น การเผาผนึกด้วยเฟสของเหลวและการเคลือบ CVD หัวฉีด SiC รุ่นใหม่จึงสามารถผลิตพื้นผิวที่มีความละเอียดต่ำกว่าไมครอนและมีรูปทรงที่ซับซ้อนซึ่งไม่สามารถทำได้มาก่อนในเซรามิก วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีนี้ทำให้ซิลิกอนคาร์ไบด์กลายเป็นวัสดุที่เลือกใช้ในระบบทำความสะอาดก๊าซไอเสียรุ่นใหม่
เวลาโพสต์ : 20 มี.ค. 2568