Zastosowanie membrany ceramicznej z węglika krzemu w stężeniu zolu krzemionkowego

Wstęp

W branży separacji membranowej materiały są siłą napędową modernizacji i iteracji produktów separacji membranowej oraz rozwoju technologii zastosowań.

Węglik krzemu to uznany w branży materiał separacyjny nowej generacji z ceramicznymi membranami, który charakteryzuje się istotnymi zaletami, takimi jak wysoka przepustowość, odporność na korozję, łatwość czyszczenia, długa żywotność i doskonała separacja oleju i wody.

Zalety membrany ceramicznej z węglika krzemu:

Wysoka przepustowość, odporność na korozję, łatwość czyszczenia i długa żywotność

Zasada filtracji

Urządzenie do ultrafiltracji z membraną ceramiczną z węglika krzemu jest napędzane ciśnieniem dodatnim i osiąga separację ciała stałego od cieczy w opcjonalnym zakresie różnicy ciśnień transmembranowych wynoszącej 0.2-0.6 bara.

Ultrafiltracja węglika krzemu ma następujące zalety:

1. Idealna dokładność filtracji, odpowiednia do zagęszczania produktów zolu krzemionkowego o różnej wielkości cząstek, 830, 1430 lub większych;

2. Skala przetwarzania może być duża lub mała, ciągła lub przerywana, a komponenty membranowe mogą być używane samodzielnie lub w połączeniu. Proces jest prosty, obsługa jest prosta, a sterowanie jest łatwe do zautomatyzowania.

3. Stabilna i długotrwała wydajność filtracji oraz niezawodna żywotność, z 3--letnią gwarancją i okresem eksploatacji ponad 5 lat.

Zastosowanie membrany ceramicznej z węglika krzemu w zolu krzemionkowym

Jako ważny nieorganiczny materiał polimerowy, zol krzemionkowy jest szeroko stosowany w takich dziedzinach, jak przemysł chemiczny, odlewnictwo precyzyjne, tekstylny, papierniczy, powłokowy, spożywczy, elektroniczny i przetwórstwo minerałów.

Obecnie proces produkcji zolu krzemionkowego w Chinach przyjmuje głównie rozcieńczony zol krzemionkowy o stężeniu na ogół pomiędzy 2-5% po wymianie jonowej i stabilizacji krzemianu sodu. Ten roztwór musi być skoncentrowany do ponad 30%, a współczynnik stężenia roztworu żelowego jest stosunkowo duży. Większość z nich wykorzystuje stężenie ultrafiltracyjne. JMFILTEC opracował dwa rodzaje filtrów ultrafiltracyjnych z membraną rurową z węglika krzemu w oparciu o wymagania operacyjne różnych przedsiębiorstw produkujących zol krzemionkowy.

Wielordzeniowa seria pierwszej generacji ultrafiltrów membranowych rurowych z węglika krzemu

Główna konfiguracja sprzętu

Charakterystyka urządzenia do ultrafiltracji z węglika krzemu pierwszej generacji:

1. Wydajność robocza pojedynczego urządzenia do ultrafiltracji z węglika krzemu jest 1,5-2 razy większa od wydajności tradycyjnych urządzeń do ultrafiltracji z organiczną membraną rurową z PVDF;

2. Powierzchnia użytkowa stanowi jedną czwartą powierzchni użytkowej tradycyjnych filtrów ultrafiltracyjnych z organiczną membraną rurową PVDF;

3. Ultrafiltracja węglika krzemu nie wiąże się z prawie żadnymi kosztami wymiany elementów membrany;

4. Urządzenie nie wymaga chłodzenia i można je stosować w środowiskach pracy o temperaturze od 60 do 120 stopni.

Jednordzeniowe połączenie równoległe pierwszej generacji membrany rurowej z węglika krzemu do ultrafiltracji

Główna konfiguracja sprzętu

Charakterystyka ultrafiltracji węglika krzemu drugiej generacji:

1. Wydajność robocza pojedynczego urządzenia do ultrafiltracji z węglika krzemu jest 1,5-2 razy większa od wydajności tradycyjnych urządzeń do ultrafiltracji z organiczną membraną rurową z PVDF;

2. Powierzchnia użytkowa stanowi dwie trzecie powierzchni użytkowej tradycyjnych filtrów ultrafiltracyjnych z organiczną membraną rurową PVDF;

3. Ultrafiltracja węglika krzemu nie wiąże się z prawie żadnymi kosztami wymiany elementów membrany;

4. W porównaniu z pierwszą generacją ultrafiltracji przy użyciu węglika krzemu, pojedyncze elementy membrany można łatwo wymienić po uszkodzeniu. Pierwsza generacja ultrafiltracji przy użyciu węglika krzemu wymaga demontażu 19-rdzeniowego pojemnika na membranę w celu sprawdzenia uszkodzonych elementów membrany, co jest skomplikowanym procesem.

5. Urządzenie nie wymaga chłodzenia i można je stosować w środowiskach pracy o temperaturze od 60 do 120 stopni.

Przyczyny zanieczyszczenia błony śluzowej

Niski przepływ cieczy zasilającej

Ogólnie rzecz biorąc, szybkość przepływu na powierzchni membrany ultrafiltracyjnej jest łatwo kontrolowana i wynosi 2.5-3 m/s. Przy niskiej szybkości przepływu warstwa żelu zostanie przyłączona do powierzchni membrany ultrafiltracyjnej, a szybkość penetracji szybko spadnie.

Niekompletna wymiana podczas wyłączania ultrafiltracji

Podczas wyłączania konieczne jest wypchnięcie zolu krzemionkowego wewnątrz modułu membranowego i przeprowadzenie ochrony lub czyszczenia chemicznego. Jeśli nie zostanie on całkowicie wymieniony na czas, zol krzemionkowy osadza się na powierzchni membrany, tworząc warstwę klejącej membrany, co wpływa na prędkość transmisji.

Wpływ samego materiału ciekłego

Niepełna reakcja i słaba stabilność koloidalna mogą łatwo doprowadzić do zanieczyszczenia membran ultrafiltracyjnych.

Środki zaradcze przeciwko zanieczyszczeniom membrany

Konieczność czyszczenia:

Po pewnym czasie pracy membrany ultrafiltracyjne często ulegają zablokowaniu i polaryzacji stężeniowej. Blokada membrany jest spowodowana osadzaniem się pewnych składników na powierzchni membrany i w porach, co powoduje zmianę wielkości porów. Zjawisko polaryzacji stężeniowej odnosi się do gradientu stężeń utworzonego na powierzchni membrany przez przechwytywanie składników w kierunku przeciwnym do filtracji. Te dwa zjawiska współistnieją podczas procesu koncentracji zolu krzemionkowego, co prowadzi do znacznego zmniejszenia zdolności filtracyjnej membrany. Aby zapewnić wysoką przepuszczalność membrany (tj. zdolność transferu rozpuszczalnika na jednostkę powierzchni) i znaczną szybkość retencji (tj. membrana ma zdolność zatrzymywania substancji rozpuszczonych powyżej ustalonej masy cząsteczkowej), system ultrafiltracji działa przez jeden cykl (zwykle koncentrując jeden zbiornik materiału) i przechodzi ochronne czyszczenie przesiąkniętą wodą. Po pewnym okresie pracy lub gdy natężenie przepływu wlotowego jest poniżej zakresu parametrów, czyszczenie chemiczne musi być przeprowadzone w odpowiednim czasie.

Efekt czyszczenia:

Usuwanie osadzonych w porach membrany składników, które wpływają na jej przepuszczalność; Usuwanie soli o niskiej masie cząsteczkowej z porów membrany; Nieutworzenie zolu krzemionkowego o odpowiedniej wielkości cząstek; Usuwanie osadzonych wewnątrz rurki membrany ultrafiltracyjnej cząstek produktu; Dezynfekcja rurociągu w celu kontrolowania wzrostu i rozmnażania się bakterii; Czyszczenie zaworów rurociągu, pomp i innych części.

Metoda czyszczenia:

Po każdym zagęszczonym wsadzie przepłucz membranę wodą ochronną przez 15 minut; Po 50 godzinach pracy wykonaj czyszczenie chemiczne (zwykle używając 5% wodnego roztworu NaOH jako środka czyszczącego), produkcja przerywana wymaga codziennego czyszczenia. Środek czyszczący można używać wielokrotnie.

Zapobieganie zanieczyszczeniu błony

1. Należy zwrócić uwagę na natężenie przepływu pompy cyrkulacyjnej i upewnić się, że ciśnienie spełnia wymagania urządzenia ultrafiltracyjnego;

2. Jeśli membrana nie będzie używana przez dłuższy czas, należy zwrócić uwagę na jej zabezpieczenie antykorozyjne i uszczelnienie przed wodą;

3. Utwórz plik operacji ultrafiltracji

4. Wyposażony w precyzyjny system filtracji i regularnie czyszczone worki filtracyjne;

5. Upewnij się, że sol krzemionkowy przechodzący przez urządzenie ultrafiltracyjne ma normalny spadek ciśnienia i normalną szybkość przepływu powierzchni membrany;

7. Po wyłączeniu urządzenia na pewien czas należy je wyczyścić i uszczelnić w odpowiednim czasie, aby zapewnić wilgotność powierzchni membrany.