Recyklingowa membrana SIC

 

 

1. Przegląd produktu: przełom technologiczny w nowych materiałach membranowych nieorganicznych

Na tle coraz poważnego globalnego zanieczyszczenia wody, krzemowe błony węgliczne (SIC), jako nowy rodzaj nietlenku nieorganicznego materiału błony, stają się podstawowym wsparciem technicznym w dziedzinie obróbki wody ze względu na ich doskonałą wydajność . Produkt jest tworzony przez sinsterowanie o wysokiej temperaturze przy użyciu ponownego separacji, z warstwą rozdziału, przemieniającą warstwę obsługi, a także warstwę obsługiwaną i całą warstwą wspierającą całą warstwę wspierającą, a róża jest różna. 100% materiału SIC, tworząc trójwymiarową strukturę z precyzyjnym rozkładem wielkości porów . Zgodnie z różnicami w strukturze membranowej, jest on głównie podzielony na dwie kategorie: błony rurowe i błony płaskiej arkuszu . błony rurowe składają się z warstwy separacji, warstwy przejściowej i warstwy wspierającej, warstwę płaskich separacją i wspierającą warstwę separacyjną i wspierającą wsparcie wspierającą Warstwa . mają dokładność filtracji, od mikrofiltracji (MF) do ultrafiltracji (UF) (zakres wielkości porów 0 . 01–10 μm), skutecznie oddzielając zawieszone substancje stałe, koloidy, bakterie i makromolekurowe organiczne w cieczach.

 

Narodziny membran ceramicznych SIC obaliły ograniczenia aplikacji tradycyjnych materiałów błonowych {{0}} ich techniczny rdzeń leży w strukturze sieci kryształowej SIC utworzonej przez siłę wysokiej temperatury, która nie tylko dziedziczy wysoką twardość (MOHS Twardość 9 {{7} 5) i wysokiej siły mechanicznej (lub równa do 300m do 300m do 300m do 300mPA). Sam węglik krzemowy, ale także nadaje membranę o doskonałej stabilności termicznej (odpornej na wysokiej temperaturze o 800 stopni) i stabilność chemiczną (tolerancyjną na silne kwasy i alkalis z pH 0–14 i wszelkimi rozpuszczalnikami organicznymi) . Te właściwości te sprawiają, że nie jest to niezgodne z przetwarzaniem ścieków przemysłowych, preparatami z czystą wodą, a innymi dzielnicami, stając się separacją membranową, staje się separacją membranową. technologie.

 

2. Podstawowe zalety: wielowymiarowe przywództwo wydajności i bariery techniczne

(1) Materialne zalety wydajności

Wyjątkowa stabilność chemiczna: W porównaniu z błonami polimerowymi (takimi jak PVDF, PAN), które są podatne na degradację w silnych środowiskach kwasowych, błony ceramiczne SIC mogą działać stabilnie w ekstremalnych pożywkach, takich jak stężony kwas hydrochlorowy, daje im stężony kwas siarkowy i wodorotlenek sodu, a nawet odporne na układy korozycyjne, takie jak regula akwajowa}}}}}}}}}}}}}}}}}}} unikalnego kwasu. Oczyszczanie ścieków o dużej difickulty dla metalurgii, przemysłu chemicznego itp. .

Przełom w stabilności termicznej: Membrany polimerowe zazwyczaj wytrzymują temperatury poniżej 40 stopni, membrany ceramiczne glinu i membrany metalowe poniżej 300 stopni, podczas gdy membrany ceramiczne SIC mogą stabilnie działać do 800 stopni w powietrzu . na przykład w scenariuszach w scenariuszu lądowiskowym dla lądu na terenie lądu na terenie lądu. Leachate, eliminują potrzebę chłodzenia wstępnego obróbki, bezpośrednio zmniejszając koszty zużycia energii .

Wytrzymałość mechaniczna i odporność na zużycie: Warstwa podporowa i warstwa separacji membran ceramicznych SIC mają wysoką wytrzymałość wiązania, odporność na szorowanie i zużycie . mogą wytrzymać ciśnienie operacyjne 1–2 baru (mniej niż 3–4 bar dla membran tlinowania i 4–6 barów dla membran metalowych), i są mniej dreszczowe do pęknięcia włókien błony membranowej lub strukturalnemu. 5–8 lat, 3–5 razy większe niż zwykłe błony polimerowe .

 

(2) Zalety w zakresie separacji

Właściwości wysokiego strumienia i przeciwpiętrowego: Membrany ceramiczne SIC mają otwartą porowatość 40–50%, z czystym strumieniem wody osiągającym 3–4 m3/(m² · h), więcej niż 30 razy więcej błon polimerowych (0 . 08–0.12 m3/(m² · h)). Ich hydrofilowa i oleofobiczna powierzchnia (kąt styku<5°) enables efficient interception of oil droplets in oil-water separation while allowing water to pass through rapidly. For example, in oily wastewater treatment, the oil interception rate can reach over 99.9%, and an oil pollution layer is less likely to form.

Precyzyjna zdolność do przesiewania: Kontrolując proces spiekania, rozkład wielkości porów błon SIC jest wysoce skoncentrowany (odchylenie mniejsze lub równe 5%), umożliwiając precyzyjne oddzielenie substancji o różnych rozmiarach cząstek . w czystej przygotowaniu wody, skutecznie przechwytują bakterie, koloidy i zawieszone stałe powyżej 0 . 1μm, choć zezwalając na mole wodny do przełęczenia. Wyprodukowana zmętnienie wody to<0.1 NTU, meeting drinking water standards.

 

(3) Przetwarzanie i koszty korzyści

Wydajna i energooszczędna filtracja między przepływem: System separacji błony SIC przyjmuje zasadę „Filtracji krzyżowej flow”, w której ciecz zasilacza przepływa z dużą prędkością (1–3 m/s) wewnątrz rurki błony . napędzana ciśnieniem, metoda mała cząsteczka przechodzi piontycznie przez warstwę błonową, a Makranowa, membranowa, membranowa, membranowa, a Makranowa przepływa na membranę, a Membranowe i macranowe przepływa na membranę i macranowo przechodzi na membranę i Zmniejsza częstotliwość czyszczenia, zmniejszając zużycie energii o 30–50% w porównaniu z tradycyjną ślepą filtracją .

Wysoka integracja systemu: W porównaniu z tradycyjnymi procesami oczyszczania wody (takimi jak filtracja z sedymentacją koagulacji), system separacji błony SIC zmniejsza przestrzeń podłogową o ponad 50% i może być modułowo zaprojektowany w celu dostosowania się do potrzeb oczyszczania wody na różnych skalach, szczególnie odpowiednich dla parków przemysłowych z ograniczonymi zasobami lądowymi lub awaryjnymi scenariuszami zaopatrzenia w wodę.

 

Wskaźniki wydajności	SIC Ceramiczna błona	Membrana polimerowa	Al₂o₃ ceramiczna membrana	Metalowa membrana
Materiał wsparcia	100% sic	Polimer	Tlenek	Wsparcie metalowe
Materiał warstwy filtracji błony	100% sic	Ps/pvc/pan, itp. .	Tlenek	Powłoka tlenku
Twardość	Wysoki (MOHS 9.5)	Niski	Wysoki	Wysoki
Ciśnienie robocze	1–2 bar	1–2 bar	3–4 bar	4–6 bar
Czysty strumień wody	3–4 m³/(m²·h)	0.08–0.12 m³/(m²·h)	0.25–3 m³/(m²·h)	0.25–0.5 m³/(m²·h)
Odporność na temperaturę	800 stopni (powietrze)	<40℃	<300℃	<300℃

 

3. Procesy przygotowawcze: praktyki uprzemysłowienia zróżnicowanych tras technicznych

(1) Metoda pakowania cząstek (metoda spiekania w stanie stałym)

Ta metoda pochodząca z porowatej technologii przygotowania ceramicznego jest głównym procesem komercyjnego produkcji membran ceramicznych SIC . Jego podstawą jest domieszkowanie małych cząstek do surowców SIC na dużych części i stosowanie właściwości o niskiej temperaturze drobnych cząstek, aby wytworzyć wiązanie szyi między dużymi cząsteczkami w wysokich temperaturach. Sic proszek miesza się z dyspergantem i średnim do frezowania kulki, aby zrobić zawiesinę, która jest pokryta powierzchnią wspornika przez powlekanie dip ., że medium w zawiesinie przenika w podpórkę przez działanie kapilarne, a cząsteczki sic gromadzą się, tworząc warstwę membranową . po puszce, jest sinterem w membranę przy 1400–1600 stopnia {{., jest sinterem w membranę przy 1400–1600 stopnia {{., jest sinterem w membranę przy 1400–1600.

 

Zalety: Prosta operacja, niskie wymagania sprzętu, kontrolowane koszty produkcji i dobra równowaga między porowatością a siłą mechaniczną gotowej membrany .
Aplikacja: Ponad 80% membran ceramicznych SIC na rynku jest przygotowywanych w tym procesie, powszechnie stosowanym w zaawansowanym oczyszczaniu ścieków komunalnych, ponownym użyciu ścieków przemysłowych i innych polach .

 

(2) Metoda spiekania zmniejszania węgla

Używając źródeł krzemowych (takich jak SiO₂) i źródeł węgla (takiego jak żywica fenolowa), jako surowce, są one równomiernie mieszane, pokryte wsparciem i poddane reakcji zmniejszania węgla (temperatura 1000–1300 stopni) w środowisku argonu lub próżniowej w celu wygenerowania kryształów sic i tworzenia warstwy membranowej . proces ten często musi być zamieszkany przez metodę filmu do filmu, aby uzyskać forma filmowa, ma być forma FOLM. Problemy, takie jak ostre warunki tworzenia filmu, wysoka wskaźnik defektów i niski wydajność (<60%).

 

Zalety: Szerokie źródła surowca i niższa temperatura reakcji niż metoda pakowania cząstek . Jeśli problem z defektem formującym się jest rozwiązany, oczekuje się, że konkuruje z metodą pakowania cząstek w polu taniego .
Ograniczenie: Obecnie jest wykorzystywany głównie do badań laboratoryjnych z kilkoma aplikacjami przemysłowymi .

 

(3) Metoda pirolizy polimerowej

Prekursory ceramiczne (takie jak polikarbosilan) są rozpuszczane lub stopione, pokryte wsparciem i przekształcane w nieorganiczną ceramikę SIC poprzez pirolizę o wysokiej temperaturze w warstwie membranowej w wysokiej temperaturze (5–20} Proces jest powszechny do przygotowywania ceramiki nietlenku za granicą {{{.} membranowy ma grubość kontrolną (5–20}. surowców prekursorowych ogranicza aplikację na dużą skalę .

 

Zalety: Dobra jednorodność warstwy membranowej, odpowiednia do przygotowywania bardzo precyzyjnych błon ultrafiltracyjnych, szczególnie w polach wysokiej klasy, takich jak elektroniczna preparat wody w klasie elektronicznej .
Aplikacja: Aplikacje pilotażowe w wstępnej obróbce wód ultra-pure dla przemysłu półprzewodnikowego .

 

(4) Odkładanie pary chemicznej (CVD)

Cienkie warstwy SIC osadzają się na powierzchni nośnej poprzez reakcje w fazie gazowej (takie jak rozkład sih₄ i ch₄ w wysokich temperaturach) . Otrzymana warstwa membranowa ma wysoką gęstość, mały rozmiar porów (niewielki rozmiar porów (niewielki rozmiar porów (niewielki rozmiar porów (<0.01μm), but complex process, extremely high cost, and low flux.

 

Zalety: Silna sterowalność warstwy membranowej, odpowiednia do separacji gazowej w przemyśle półprzewodników lub separacjach z cieczy w fazie o wysokiej czystości .
Ograniczenie: Obecnie stosowane głównie w wysokiej klasy dziedzinach badań naukowych, jeszcze nie promowane w obróbce wody .

 

4. Pola aplikacji: pokrycie pełnej sceny od obróbki przemysłowej po przygotowanie czystej wody

(1) Przygotowanie wody czystej i ultra-kure

Podstawowe zastosowanie membran ceramicznych SIC w czystej wodzie polega na ich wysokiej precyzyjnej filtracji i stabilnej wydajności:

 

Zaawansowane traktowanie miejskiej wody pitnej: As a secondary or tertiary advanced treatment process, SiC ultrafiltration membranes can effectively remove Escherichia coli (interception rate >99 . 99%), glony, koloidy i materia organiczna w wodzie. W połączeniu z adsorpcją węgla aktywowanego, wytwarzana jakość wody przekraczaStandardy jakości wody pitnej(GB 5749-2022), szczególnie odpowiednie dla obszarów o złej jakości źródła wody ., na przykład roślina wodna wzdłuż rzeki Jangcy wykorzystuje proces „membrany SIC + ozon-biochar”, osiągając zmętnienie zmętnienia<0.05NTU and organic matter removal rate >85% po leczeniu .

Produkcja czystej wody przemysłowej: W elektronice, władzy, farmaceutyczne i inne błony SIC mogą służyć jako jednostka wstępna do odwróconej osmozy (RO), przechwytując zawieszone substancje stałe, bakterie i koloidy w wodzie, aby zapobiec zanieczyszczeniu błony RO i przedłużenie jego żywotności . półprzewodnikowy fabryka płaskorzeźby z ultrafiltracją SIC + RO, produkująca wodę o oporności oporowej z oporności z opasowym. 18 . 2MΩ · cm, spełniające wymagania dotyczące wody dla 12- cal czyszczenia wafla.

Zaopatrzenie w wodę awaryjne i odsalanie wody morskiej: The anti-fouling property of SiC membranes makes them outstanding in emergency disaster relief, directly treating surface water such as rivers and lakes to quickly provide drinking water. In seawater desalination pretreatment, compared with traditional sand filtration + security filters, the SiC membrane system can withstand high-turbidity seawater (turbidity >50NTU), zmniejszając ryzyko zanieczyszczenia kolejnych membran RO .

 

(2) Zaawansowane oczyszczanie i ponowne wykorzystanie ścieków przemysłowych

Oczyszczanie ścieków heavy metali: Using the corrosion resistance and sieving effect of SiC membranes, heavy metal ions such as copper, nickel, and cadmium in wastewater can be intercepted (interception rate >99%) . w połączeniu z chemicznym opadami, ścieki spełniają standard pierwszego poziomuKompleksowy standard rozładowania ścieków(GB 8978-1996) . Połącz galwaniczny używa procesu „membrany jonowej SIC + jonowej”, osiągając szybkość ponownego użycia ścieków 70% i oszczędzanie 100, 000 tony wody rocznie .}

Organiczne oczyszczanie ścieków o wysokim stężeniu: W przetwarzaniu żywności, parze i innych branżach, błony SIC mogą oddzielić organiczne makrocząsteczkowe, takie jak białka i skrobie w ściekach, z szybkością usuwania kodów 60%–80%, rozjaśniając obciążenie do kolejnego przebiegu biochemicznego . browar<50mg/L, meeting direct discharge requirements.

 

(3) Separacja wody olejowej i specjalne leczenie średnie

Przemysłowe oczyszczanie ścieków o tłustej: For oily wastewater (oil concentration 50–5000mg/L) in mechanical processing, petroleum 开采,and other industries, the hydrophilic and oleophobic properties of SiC ceramic membranes can efficiently separate floating oil, emulsified oil, and even dissolved oil, with an oil interception rate >99,9% i zawartość oleju ściekowego<5mg/L, meeting the petroleum category discharge standard in the Kompleksowy standard rozładowania ścieków. Stacja wspólna pola naftowego wykorzystuje system membrany SIC do obróbki 5, 000 tony produkowanej wody dziennie, z wymaganiami ponownego ponownego wniesienia jakości do jakości wody .

Organiczne rozdzielenie rozpuszczalników: Za pomocą odporności na rozpuszczalnik błon SIC można osiągnąć rozdział substancji rozpuszczonej w organicznych systemach rozpuszczalników, takich jak metanol, etanol i aceton . Na przykład w procesie odzyskiwania rozpuszczalnika w branży farmaceutycznej, membrany SIC mogą przechwycić pośredniki farmaceutyczne związki pośrednie

 

(4) Oczyszczanie gazu i inne pojawiające się dziedziny

Zastosowanie membran ceramicznych SIC w usuwaniu pyłu gazowego rozszerza się . ich oporność w wysokiej temperaturze umożliwia im przechwycenie PM2 {{6} 5, opary metali ciężkich i innych zanieczyszczeń w gazach płucnych o 300–600 stopniach, co obiecuje w retrofitach emisji ultra-przepaściowej. Pola, takie jak oczyszczanie biogazu i separacja wodoru, wysoki strumień i stabilność błon SIC również wykazują potencjał.

 

5. Zasada techniczna: wydajny mechanizm separacji filtracji krzyżowej

 

 

6. perspektywa rynku i perspektywy techniczne

With the advancement of the "Double Carbon" goal and the upgrading of water resource recycling needs, the SiC ceramic membrane market is growing at an annual rate of over 20%. It is estimated that the global SiC ceramic membrane market size will exceed $5 billion by 2025, with China, as the largest water treatment market, accounting for more than 35% of the demand. Current Wąskie gardła ograniczające jego zastosowanie na dużą skalę obejmują wysokie koszty przygotowania (3–5 razy większe niż błony polimerowe), długoterminową stabilność operacyjną, która ma być zweryfikowana w złożonej jakości wody oraz potrzebę dalszej optymalizacji technologii czyszczenia zanieczyszczenia błony .

 

Przyszły rozwój technologiczny skupi się na trzech kierunkach:

 

Przełom w tanich procesach przygotowania: Poprzez optymalizację formuły pomocy spiekania metody pakowania cząstek lub przezwyciężanie wad formowania filmu metody redukcji gaźnika, koszty produkcji zostaną zmniejszone o ponad 30%, promując popularyzację w obróbce wody miejskiej .

Funkcjonalna modyfikacja powierzchni membrany: Technologia nanokolująca zostanie wykorzystana do poprawy właściwości przeciwpornej membran, takich jak przeszczep grupy hydrofilowe w celu zmniejszenia adsorpcji materii organicznej lub ładowania materiałów fotokatalitycznych do czyszczenia błony w Situ, przedłużając żywotność usług .

Inteligentna integracja systemu: W połączeniu z technologią IoT, internetowe monitorowanie zanieczyszczenia membrany i automatyczne czyszczenie zostaną opracowane w celu osiągnięcia inteligentnej regulacji parametrów operacyjnych, co dodatkowo zmniejszając ręczne koszty konserwacji .

 

Jako „zielona technologia” w dziedzinie oczyszczania wody, SIC Ceramiczne błony na nowo definiują standardy oczyszczania wody z doskonałą wydajnością . od ponownego użycia ścieków przemysłowych po elektroniczną ultra-pure wodę przygotowanie wody, ich granice aplikacji nadal rozszerza się . z technologią. Budowanie ekologicznej cywilizacji „wyraźnych wód i bujnych gór .”

 

 

Popularne Tagi: Recyklowna membrane SIC, China Recyklable SIC UF Producenci, dostawcy, fabryka