1. Khả năng chống ăn mòn
Vòi phun FGDhoạt động trong môi trường có tính ăn mòn cao chứa lưu huỳnh oxit, clorua và các hóa chất mạnh khác. Gốm silicon carbide (SiC) thể hiện khả năng chống ăn mòn đặc biệt với tổn thất khối lượng dưới 0,1% trong dung dịch pH 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 về 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 hệ thống khử lưu huỳnh khí thải ướt thường nằm trong khoảng 60-80°C với các mức tăng đột biến vượt quá 120°C. Gốm SiC giữ lại 85% độ bền ở nhiệt độ phòng ở 1400°C, vượt trội hơn 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 gãy là 4,6 MPa·m¹/², SiC thể hiện khả năng chống xói 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 mòn <5% sau 20.000 giờ sử dụng, so với độ mòn 30-40% ở vòi phun alumina và hỏng hoàn toàn kim loại phủ polyme trong vòng 8.000 giờ.
4. Đặc điểm dòng chảy
Bề mặt không thấm nước của SiC liên kết phản ứng (góc tiếp xúc >100°) cho phép phân tán bùn chính xác với giá trị CV <5%. Bề mặt siêu mịn (Ra 0,2-0,4μm) giúp giảm độ sụt áp 15-20% so với vòi phun kim loại, đồng thời duy trì hệ số xả ổn định (±1%) trong quá trình vận hành lâu dài.
5. Bảo trì đơn giản
Tính trơ về mặt hóa học của SiC cho phép áp dụng các phương pháp làm sạch mạnh mẽ bao gồm:
- Tia nước áp suất cao (lên đến 250 bar)
- Làm sạch bằng siêu âm với dung dịch kiềm
- Tiệt trùng bằng hơi nước ở nhiệt độ 150°C
Không có nguy cơ thoái hóa bề mặt thường thấy ở các vòi phun kim loại có lớp phủ hoặc lót polymer.
6. Kinh tế vòng đời
Trong khi chi phí ban đầu cho vòi phun SiC cao hơn 2-3 lần so với thép không gỉ 316L tiêu chuẩn, tuổi thọ sử dụng 8-10 năm của chúng (so với 2-3 năm đối với kim loại) giúp giảm tần suất thay thế tới 70%. Tổng chi phí sở hữu cho thấy tiết kiệm 40-60% trong khoảng thời gian 10 năm, không có thời gian chết để sửa chữa tại chỗ.
7. Khả năng tương thích với môi trường
SiC thể hiện hiệu suất vô song trong điều kiện khắc nghiệt:
- Khả năng chống phun muối: 0% thay đổi khối lượng sau 5000 giờ thử nghiệm ASTM B117
- Hoạt động điểm sương axit: Chịu được hơi H2SO4 160°C
- Khả năng chống sốc nhiệt: Chịu được chu kỳ làm nguội 1000°C→25°C
8. Tính chất chống đóng cặn
Cấu trúc nguyên tử cộng hóa trị của SiC tạo ra bề mặt không phản ứng với tỷ lệ đóng cặn thấp hơn 80% so với các chất thay thế bằng kim loại. Các nghiên cứu về tinh thể học cho thấy các chất lắng đọng canxit và thạch cao tạo thành các liên kết yếu hơn (độ bám dính <1 MPa) trên SiC so với >5 MPa trên kim loại, cho phép loại bỏ cơ học dễ dàng hơn.
Kết luận kỹ thuật
Gốm silicon carbide nổi lên như sự lựa chọn vật liệu tối ưu cho vòi phun FGD thông qua đánh giá hiệu suất toàn diện:
- Tuổi thọ dài hơn 10 lần so với các loại kim loại thay thế
- Giảm 92% bảo trì không theo kế hoạch
- Cải thiện 35% hiệu quả loại bỏ SO2 thông qua các kiểu phun nhất quán
- Tuân thủ đầy đủ tiêu chuẩn khí thải EPA 40 CFR Phần 63
Với các kỹ thuật sản xuất tiên tiến như thiêu kết pha lỏng và phủ CVD, các vòi phun SiC thế hệ tiếp theo đang đạt được bề mặt hoàn thiện dưới micron và hình học phức tạp trước đây không thể đạt được trong gốm sứ. Sự phát triển công nghệ này định vị silicon carbide là vật liệu được lựa chọn cho các hệ thống làm sạch khí thải thế hệ tiếp theo.
Thời gian đăng: 20-03-2025