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    碳化硅陶瓷在噴嘴上的應用

    碳化硅陶瓷在噴嘴上的應用

    編輯:轉自:材料科學與工程技術 發布時間:2023-12-29

    陶瓷噴嘴自上個世紀90年代引入中國以來,不斷的改善更新。外形從最早的螺旋型、大體積、2匝噴霧,逐步發展為螺旋型、渦流型、小體積。原材料從氧化物陶瓷逐步發展到氮化物陶瓷和碳化物陶瓷。

    碳化硅陶瓷作為一種高性能結構陶瓷材料,由于其晶體結構和Si-C鍵的高度共價特性(~88%),碳化硅陶瓷具有金屬等結構材料無法比擬的優異綜合性能:
    1、高溫強度高、高溫蠕變小,適應各種高溫環境;
    2、低熱膨脹系數、高熱傳導率,具有優良抗熱沖擊性;
    3、化學穩定性高,耐腐蝕性能優異;
    4、高硬度,較低的摩擦系數,優異的耐磨性;
    5、低密度、高彈性模量;
    6、電性能可通過摻雜來實現其絕緣、半導體到導體的轉變;

    7、具有優良的化學穩定性和高溫相穩定性,耐腐蝕。

    由于其優良的特性,近幾年,碳化硅陶瓷成為了陶瓷噴嘴的重要原材料之一。碳化硅陶瓷噴嘴具有熱傳導性能好、耐急冷急熱、耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化性好、壽命長等特點,用以滿足不同的火焰形狀、功率、煙氣出口速度和工藝溫度的要求,是隧道窯、梭式窯、輥道窯等理想的噴火窯具,不僅廣泛用在燃氣、燃油等工業窯爐上,也用于間接燃燒爐、自身預熱燃燒爐、名火燃燒爐、回火爐、退火爐、淬火爐、焚燒爐等預處理或熱處理設備中。

    碳化硅陶瓷噴嘴的制作工藝是:在碳化硅顆?;旌衔镏?,加入15%-25%的細硅粉,在高溫爐中通入高純氮氣,以一定的溫度和壓力曲線控制氮化反應燒結,硅和滲入的氮把堅硬的碳化硅結合起來,形成致密的網絡結構。噴嘴采用的碳化硅陶瓷制備方法主要有反應燒結碳化硅陶瓷和重結晶碳化硅。

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    碳化硅陶瓷噴嘴分類

    碳化硅噴嘴可分為碳化硅大流量噴嘴、碳化硅螺旋噴嘴、碳化硅渦流噴嘴、切向空心錐形噴嘴等幾種。

    1)碳化硅大流量噴嘴在業界又被稱為真空反應燒結碳化硅脫硫噴嘴,也是使用比較普遍的一種碳化硅噴嘴,噴流方式為空心錐形,噴涂區域成環形,有兩種噴霧角系列,標準角度為70°-90°。噴嘴整體為氮化硅結合碳化硅材料制成。

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    2)碳化硅螺旋噴嘴是一種很有特色的碳化硅噴嘴,主要表現在形狀上,整個噴嘴成螺旋狀態,漿液隨著不斷變小的螺旋體,經螺旋線相切和碰撞后受到方向改變,會成片狀噴射成同心軸狀錐體,液體在從進入噴嘴腔體到出口的通道內均沒有受到任何阻礙,且在很低的操作壓力下仍具有很高的吸收效率,已經獲得了脫硫系統的普遍認可。

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    3)碳化硅渦流噴嘴主要應用于廢氣洗滌、煙氣脫硫系統和氣體冷卻方面,最大的優點就是能夠使用及其惡劣的工作環境,噴嘴能在大范圍的流率和壓力下產生分布均勻、液滴大小為中等到偏大的噴霧,確保無阻塞現象發生。

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    4)切向空心錐形噴嘴連接尺寸從1英寸到4英寸不等,連接方式也是多種多樣,主要有纏繞粘結,螺紋連接或者法蘭連接。噴霧形狀為空心圓錐狀,噴射區域呈環形,噴射角度90°或120°,液滴顆粒大小中等。方便安裝、霧化好、不容易堵塞,噴嘴的使用壽命長。

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