1. Khả năng chống ăn mòn
vòi phun FGDHoạt động trong môi trường ăn mòn cao chứa oxit lưu huỳnh, clorua và các hóa chất mạnh khác. Gốm silicon carbide (SiC) thể hiện khả năng chống ăn mòn vượt trội với tổn thất khối lượng dưới 0,1% trong dung dịch có độ pH từ 1-14 (theo thử nghiệm ASTM C863). So với thép không gỉ (PREN 18-25) và hợp kim niken (PREN 30-40), SiC duy trì tính toàn vẹn cấu trúc mà không bị rỗ hoặc nứt do ăn mòn ứng suất ngay cả trong axit đậm đặc ở nhiệt độ cao.
2. Độ ổn định ở nhiệt độ cao
Nhiệt độ hoạt động trong các hệ thống khử lưu huỳnh khí thải ướt thường dao động trong khoảng 60-80°C, với những đỉnh điểm vượt quá 120°C. Gốm SiC giữ lại 85% độ bền ở nhiệt độ phòng ngay cả ở 1400°C, vượt trội hơn so với gốm alumina (mất 50% độ bền ở 1000°C) và thép chịu nhiệt. Độ dẫn nhiệt của nó (120 W/m·K) cho phép tản nhiệt hiệu quả, ngăn ngừa sự tích tụ ứng suất nhiệt.
3. Khả năng chống mài mòn
Với độ cứng Vickers là 28 GPa và độ bền chống gãy là 4,6 MPa·m¹/², SiC thể hiện khả năng chống mài mòn vượt trội đối với các hạt tro bay (Mohs 5-7). Các thử nghiệm thực địa cho thấy vòi phun SiC duy trì độ mài mòn dưới 5% sau 20.000 giờ hoạt động, so với độ mài mòn 30-40% ở vòi phun alumina và sự hư hỏng hoàn toàn của kim loại phủ polymer trong vòng 8.000 giờ.
4. Đặc tính dòng chảy
Bề mặt không thấm ướt của SiC liên kết phản ứng (góc tiếp xúc >100°) cho phép phân tán hỗn hợp bùn chính xác với giá trị CV <5%. Bề mặt siêu mịn của nó (Ra 0,2-0,4μm) làm giảm tổn thất áp suất từ 15-20% so với vòi phun kim loại, đồng thời duy trì hệ số xả ổn định (±1%) trong quá trình hoạt động lâu dài.
5. Đơn giản hóa việc bảo trì
Tính trơ về mặt hóa học của SiC cho phép sử dụng các phương pháp làm sạch mạnh mẽ, bao gồm:
- Tia nước áp suất cao (lên đến 250 bar)
- Vệ sinh bằng sóng siêu âm với dung dịch kiềm
- Tiệt trùng bằng hơi nước ở 150°C
Không có nguy cơ hư hỏng bề mặt thường gặp ở các vòi phun kim loại được lót hoặc phủ polymer.
6. Kinh tế vòng đời
Mặc dù chi phí ban đầu cho vòi phun SiC cao hơn 2-3 lần so với thép không gỉ 316L tiêu chuẩn, nhưng tuổi thọ sử dụng 8-10 năm (so với 2-3 năm đối với kim loại) giúp giảm tần suất thay thế đến 70%. Tổng chi phí sở hữu cho thấy mức tiết kiệm 40-60% trong vòng 10 năm, với thời gian ngừng hoạt động bằng không để sửa chữa tại chỗ.
7. Khả năng tương thích với môi trường
Vật liệu SiC thể hiện hiệu suất vượt trội trong điều kiện khắc nghiệt:
- Khả năng chống ăn mặn: Không thay đổi khối lượng sau 5000 giờ thử nghiệm ASTM B117.
- Hoạt động ở điểm ngưng tụ axit: Chịu được hơi H2SO4 ở 160°C
- Khả năng chịu sốc nhiệt: Chịu được chu kỳ làm lạnh đột ngột từ 1000°C xuống 25°C.
8. Tính chất chống đóng cặn
Cấu trúc nguyên tử cộng hóa trị của SiC tạo ra một bề mặt không phản ứng với tốc độ đóng cặn thấp hơn 80% so với các kim loại thay thế. Các nghiên cứu tinh thể học cho thấy rằng các cặn canxit và thạch cao tạo thành liên kết yếu hơn (độ bám dính <1 MPa) trên SiC so với >5 MPa trên kim loại, cho phép loại bỏ bằng cơ học dễ dàng hơn.
Kết luận kỹ thuật
Gốm cacbua silic nổi lên như là vật liệu tối ưu cho vòi phun FGD thông qua đánh giá hiệu năng toàn diện:
- Tuổi thọ sử dụng dài hơn gấp 10 lần so với các sản phẩm thay thế bằng kim loại.
- Giảm 92% chi phí bảo trì đột xuất
- Hiệu quả loại bỏ SO2 được cải thiện 35% nhờ phương pháp phun đồng đều.
- Tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn khí thải EPA 40 CFR Phần 63
Nhờ các kỹ thuật sản xuất tiên tiến như thiêu kết pha lỏng và phủ CVD, các vòi phun SiC thế hệ mới đang đạt được độ hoàn thiện bề mặt dưới micromet và các hình dạng phức tạp mà trước đây không thể đạt được ở vật liệu gốm. Sự phát triển công nghệ này đưa silicon carbide trở thành vật liệu được lựa chọn cho các hệ thống làm sạch khí thải thế hệ mới.
Thời gian đăng bài: 20/03/2025