Toote tutvustus
See toode on uuenduslik toode, mis rikub piiri anorgaaniliste ja orgaaniliste membraanide kasutusstsenaariumide vahel. See ühendab endas keraamiliste membraanitoodete eelised, kuna need on tugevad ja vastupidavad, ning orgaaniliste membraanitoodete kõrge täitetihedusega. Kasutusmeetod on väga sarnane orgaaniliste kolonnmembraanide omaga, mis kompenseerib kõrged nõuded sisselaskevee kvaliteedile, suure tagasipesuvee tarbimise ja traadi purunemise ohu ultrafiltratsioonimembraanitehnoloogias. See võib parandada ultrafiltratsioonisüsteemide veekogust ja vähendada keemilise puhastuse kulusid.
Keraamiline membraanmoodul koosneb mitmest sisseehitatud ränikarbiidkeraamilisest filtrikassetist, mis on omavahel ühendatud. Unikaalne konstruktsioon muudab iga torukujulise membraani veetootmis- ja tagasipesukanalite hüdraulilise jaotuse ühtlasemaks ning tagasivoolu taastamise efekt on silmapaistev.
Miks valida keraamiline membraan?
Mis on keraamiline membraan?
Keraamiline membraan on membraan, mis on valmistatud paagutamisprotsessi käigus pulbrilistest toorainetest, nagu alumiiniumoksiid, tsirkooniumoksiid ja titaanoksiid. Keraamilise membraanitoru sein on tihedalt kaetud mikropooridega. Staatilise rõhu erinevus membraani mõlemal küljel on filtreerimise liikumapanev jõud. Väikesed molekulid (või vedelikud) läbivad membraani ja suured molekulid (või tahked osakesed, vedelikutilgad) jäävad membraani kinni, et saavutada toitevedeliku erinevate komponentide eraldamise, kontsentreerimise ja puhastamise eesmärk.
Keraamiliste membraanide filtreerimismehhanism hõlmab ristvoolu filtreerimist ja ummikfiltreerimist. Nende hulgas on ristvoolu filtreerimisel jõudluse eelised. Enamiku ettevõtete tooted on peamiselt ristvoolufiltreerimine.
Ristvoolu filtreerimine: Toores vedel vedelik ringleb suurel kiirusel tangentsiaalselt läbi membraani pinna. Filtraat (või permeaat) filtreeritakse rõhu all läbi membraani pinna. Toorvedeliku tsirkulatsioon pärsib tõhusalt traditsioonilises terminali filtreerimismeetodis filtrikandja hõlpsa ummistumise probleemi, tagab eraldusprotsessi pideva toimimise, parandab eraldamise efektiivsust ja eraldamise täpsust ning vähendab tõhusalt eraldamise energiatarbimist. protsessi.
Ummikfiltreerimine: Kõrge kontsentratsiooniga toitevedeliku filtreerimisel jäävad suured toitevedeliku osakesed kergesti membraani pinnale kinni, moodustades membraanireostuse, põhjustades eraldusefektiivsuse kiiret langust. See sobib ainult väga väikese tahke sisaldusega vedelike töötlemiseks.
Miks on keraamilistel membraanidel tururuumi?
-
Kõrge jõudlusega membraanmaterjalid on riikliku arengu jaoks oluline strateegiline arenev tööstusharu. Hinnanguliselt ulatub minu riigi membraanitööstuse koguväärtus 2025. aastal 500 miljardi jüaanini.
-
Keraamilistel membraanidel on suurepärased mehaanilised omadused, keemiline vastupidavus ja filtreerimistäpsus. Need leiutas dr Pall Manhattani projektis 1940. aastatel. Pärast enam kui 70-aastast arengut on nende rakendusalad järk-järgult laienenud tuumaenergiast, sõjalisest ja kosmosevaldkonnast tsiviilvaldkondadeni, nagu pooljuhid, uus energia ja biomeditsiin. Maailmaturu suurus ulatub 2023. aastal 6,83 miljardi USA dollarini. Lähis-Idas on veevarusid vähe. 2023. aastal kavandatud või käimasolevate merevee magestamise projektide kogukulud ulatuvad 39,3 miljardi USA dollarini. Tulevik toob eeldatavasti sisse pikaajaline kiire laienemise periood. Traditsiooniline termiline magestamine kulutab umbes 5 kWh kuupmeetri kohta, membraanmagestus aga ainult 25-3 kWh. "Vöö ja tee algatuse" taustal eeldatakse, et membraani magestamine jätkab kodumaise eraldusmembraani ekspordinõudluse avamist.
Miks saavad keraamilised membraanid Hiina membraanitööstuse peamiseks arenduskategooriaks?
Membraanmaterjale kasutatakse laialdaselt vedelike ja gaaside selektiivsel eraldamisel ning anorgaanilistel membraanimaterjalidel on jõudluse eelised. Membraanid on materjalid, millel on selektiivsed eraldusfunktsioonid. Kui membraani mõlemal küljel on sellised liikumapanevad jõud nagu rõhuerinevus, kontsentratsiooni erinevus ja potentsiaalide erinevus, läbivad tooraine komponendid selektiivselt membraani, et saavutada erinevate vedelate või gaasikomponentide eraldamine, klassifitseerimine, kontsentreerimine ja puhastamine.
Materjalide poolest jagunevad membraanimaterjalid orgaanilisteks ja anorgaanilisteks membraanideks. Anorgaanilistel membraanidel on suurepärased omadused, nagu kõrge eraldustäpsus, hea keemiline stabiilsus, vastupidavus hapetele ja leelistele, vastupidavus kõrgele temperatuurile, vastupidavus orgaanilistele lahustitele ja kõrge mehaaniline tugevus. Anorgaanilised membraanid on hästi kasutatavad tööstuslikul eraldamisel karmides keskkondades, nagu kõrge temperatuur ja lahustireaktsioonisüsteemid, ning spetsiaalsetes veetöötlusvaldkondades, nagu väga söövitav, kõrge temperatuur, kõrge soolasisaldusega, õline ja kõrge hõljuv tahke aine. Need on muutunud oluliseks membraanimaterjalide valikuks, millel on suured arenguväljavaated. Rakendusotsa on ka pidevalt laiendatud traditsiooniliselt veetöötluselt kõrge lisandväärtusega allavoolu, nagu pooljuhid, toit, ravimid ja uus energia.
Keraamiliste membraanide eelised
Võrreldes traditsioonilise filtreerimis- ja eraldamistehnoloogiaga on keraamilistel membraanidel suurepärane jõudlus ning neid on lihtne kasutada ja hooldada.
Tugevad mehaanilised omadused: Anorgaanilistel keraamilistel membraanidel on kõrge mehaaniline tugevus ja need taluvad rõhku üle 3 MPa. Need ei deformeeru kõrge rõhu tingimustes ning on vastupidavad kiirele hõõrdumisele ja kulumisele, kergesti tagasitõmbuvad ja puhastatavad ning neil on pärast pikaajalist kasutamist stabiilne veekvaliteet;
Kõrge keemiline stabiilsus: Keraamilised membraanid on vastupidavad hapetele ja leelistele, tugevatele oksüdeerijatele, kõrgetele temperatuuridele, orgaanilistele lahustitele ja puhastamisele. Neid saab stabiilselt kasutada töökeskkonnas, mille temperatuur on alla 800 kraadi, ning need sobivad kõrge temperatuuriga ja kõrge viskoossusega vedelike jaoks;
Pikk eluiga: keraamiliste membraanide terviklik investeerimiskulu on kogu elutsükli jooksul madal;
Kõrge filtreerimise täpsus: keraamilised membraanid võivad saavutada nanotaseme filtreerimise ja tõhusalt eemaldada saasteaineid, nagu tahked osakesed, kolloidid, mikroorganismid ja orgaanilise aine jäljed vees;
Kõrge filtreerimise efektiivsus: keraamilisel membraanil on suure läbimõõduga kärgstruktuuriga integreeritud disain, ühtlane hüdrauliline jaotus ja kõrge töötõhusus;
Kõrge hüdrofiilsus: ühel keraamilisel membraanikomponendil on suur veeväljund, mis vähendab tõhusalt investeerimis- ja tegevuskulusid;
Tugikihi kõrge poorsus: kõrge filtreerimise ja tagasipesu voog, kõrge filtreerimise ja tagasipesu efektiivsus;
Madalad kasutuskulud: keraamilise membraani süsteemil on madalad eeltöötlusnõuded, mis vähendab süsteemi koguinvesteeringuid ja tegevuskulusid;
Tugev saastumisvastane jõudlus: anorgaanilistel keraamilistel membraanidel on hea saastumisvastane jõudlus, stabiilne voog pikaajalisel kasutamisel ja madal puhastussagedus;
Lihtne paigaldamine: standardne modulaarne disain vähendab süsteemi torujuhtme investeerimiskulusid;
Võib kasutada toidukvaliteediga: keraamilisel membraanil on tugev ohutus ja joogivee ohutustoodete hügieenilitsents.
Võrdlus orgaaniliste membraanidega
Võrreldes orgaaniliste membraanidega on keraamilistel membraanidel peamised konkurentsieelised ja eeldatakse, et neid asendatakse jätkuvalt.
Eraldusmembraani materjalid hõlmavad peamiselt orgaanilisi ja anorgaanilisi membraane. Nende hulgas on orgaanilistes membraanides tavaliselt kasutatavad materjalid polüpropüleen, polütetrafluoroetüleen, polüvinülideenfluoriid jne. Orgaanilised membraanid töötati välja ja rakendati varem ning neil on peenem pooride suurus, suurem filtreerimise täpsus ja suhteliselt madalad kulud. Praegu on läbilaskvus palju suurem kui anorgaanilistel keraamilistel membraanidel.
Usume aga, et tulevikutrendis asendavad keraamilised membraanid jätkuvalt traditsioonilisi orgaanilisi membraane.
Polümeermembraanid on altid korrosioonile ja membraanimaterjalide asendamise kulud moodustavad kuni 61%.
Karmides keskkondades on polümeermembraanimaterjalide pind kergesti korrodeerunud ja vedelikuga saastunud ning löögi tõttu kergesti deformeerunud, mille tulemuseks on eraldusvõime vähenemine ja vajadus sagedase väljavahetamise järele. Ajakirja SPRINGER 2023. aasta uuringu kohaselt moodustab membraanimaterjali asendamise maksumus kuni 61% orgaaniliste membraanide kasutuskuludest.
Keraamilised membraanid ületavad orgaaniliste membraanide puudused kõrge temperatuurikindluse, happe- ja leelisekindluse, orgaaniliste lahustite vastupidavuse ja mehaanilise tugevuse osas ning sobivad membraanide eraldamiseks erinevates karmides keskkondades või keerulistes tingimustes.
Keraamilistel membraanidel on parem struktuur, neid on töötamise ajal lihtne puhastada ja neil on aeglane voolusummutus
Anorgaanilised keraamilised membraanikomponendid koosnevad tavaliselt mitmest või mitmest ühekanalilisest või mitme kanaliga ühest tükist membraanist. Võrreldes orgaaniliste polümeeride membraanidega, põhjustavad need väiksema tõenäosusega membraani ummistumist. Seetõttu võivad keraamilised membraanid puhastamise või kontsentreerimise ajal saavutada kõrgema kontsentratsioonisuhte. Keraamilistel membraanidel on aeglane voolusummutus, neid on lihtne puhastada, need on kõrge kasuteguriga ja madala hinnaga ning neil on vähem kogunemist membraanikomponentidesse.
Sobib madala temperatuuriga keskkonda põhja pool
Orgaanilise membraani voog väheneb madalal temperatuuril oluliselt. Iga 1 kraadi Celsiuse järgi temperatuuri languse korral väheneb voog 2/100. Keraamilisel membraanil on suurepärane vastupidavus kõrgele ja madalale temperatuurile ning põhjapiirkonnas on sellel suurepärased läbitungimisvõimalused.
Kulude vähendamine ja kõrgtehnoloogia teadus- ja arendustegevus
Keraamilise membraani põhilised piirangud eemaldatakse jätkuvalt.
Kulud ja protsessitõkked on peamised tegurid, mis praegu piiravad keraamiliste membraanide ulatuslikku läbitungimist.
Kulude osas: SPRINGERi uuringute kohaselt on 40 LHM/bar orgaanilise membraani komponentide hind umbes 100 USD/m2, samas kui 40-120 LHM/bar keraamiliste membraanikomponentide hind on üle 200 USD/m2. Kuigi keraamiliste membraanikomponentide hind on kõrgem kui orgaanilistel membraanidel, on membraani puhastamise ja asendamise hind hilisemas tööprotsessis suhteliselt madal. Samal ajal edendavad suuremad kodumaised keraamiliste membraanide tootjad jätkuvalt kulude vähendamist ja keraamiliste membraanide terviklik kulutasu peaks paranema;
Tehnoloogilisest vaatenurgast: keraamika ise on rabe ja valmistamisprotsess keerulisem kui kõrgmolekulaarsete membraanide puhul. Samal ajal on nende struktuurset pooride suurust ka raske kontrollida. Praegu on Hiina saavutanud suhteliselt küpsed disaini- ja tootmisvõimalused ning keraamiliste membraanide protsessi- ja tehnilised tõkked nõrgenevad jätkuvalt.
Kuum tags: keraamiline membraanmoodul, Hiina keraamilise membraanimooduli tootjad, tarnijad, tehas
