Re-Kristallisierte Keramikmembranen aus Siliziumkarbid

Tubulierte Keramikmembranen aus rekrystallisiertem Siliziumcarbid (R-SiC) sind hochleistungsfähige anorganische Separationsmembranen, hergestellt aus hochreinem SiC (≥99%) mittels rekrystallisierter Sinterung.Sie verfügen über eine asymmetrische mehrschichtige Struktur, bestehend aus einer Stützschicht, einer Zwischenschicht und einer Trennschicht.Das Trägermaterial weist hervorragende mechanische und thermische Eigenschaften aufDie Membranen kombinieren hervorragende chemische Stabilität, hohe Temperaturbeständigkeit,und überlegene mechanische Festigkeit, so dass sie in der Fest-Flüssig-Trennung, in der Materialkonzentration und in der fortgeschrittenen Abwasserbehandlung weit verbreitet sind.

Der Schlüssel zu R-SiC-Membranen liegt in derVerfahren zur Sinterung durch Rekristallisation- bei Temperaturen über 2400 °C in einer Vakuumumumgebung durchlaufen Siliziumkarbidpartikel einen Phasenübergang von Feststoff zu Gas und zurück zu Feststoff,mit einer Breite von mehr als 20 mm,Die gesamte Membranschicht besteht aus reinem SiC ohne Sintermittel.Die Trennschichtdicke beträgt ca.120 μm, mit einer schmalen Porengrößenverteilung, die sowohl Mikrofiltrations- als auch Ultrafiltrationsbereiche (0,04 μm - 1,0 μm) abdeckt und eine präzise Feststoff-Flüssigkeitstrennung ermöglicht.Die Trägerschicht hat eine relativ hohe Dichte (Porosität ≤ 17%), um die strukturelle Integrität des Gesamtbauteils zu gewährleisten.

R-SiC-Membranen widerstehen starken Säuren, starken Alkalien und aggressiven Oxidationsmitteln (Ozon, Natriumhypochlorit, Hydroxylradikale usw.) im gesamten pH-Bereich von 0 bis 14.Diese Toleranz ermöglicht eine große Auswahl an Reinigungsmitteln und ermöglicht häufige, chemische Reinigung mit hoher Intensität ohne Abbau der Membran.

Die natürlich hydrophile Oberfläche (Kontaktwinkel nur 0,3°) liefert einen 3- bis 5-mal höheren reinen Wasserfluss als herkömmliche Aluminiumoxid- oder Zirkoniummembranen.die Anforderungen an die Membranfläche und den Systemabdruck erheblich reduzierenDarüber hinaus trägt die Oberfläche bei pH > 3 eine negative Ladung, die negativ geladene Verunreinigungen wie Bakterien, Öltröpfchen und Proteine abstößt und die Verunreinigung effektiv verlangsamt.

Das Trägermaterial weist eine Biegefestigkeit von 90-100 MPa bei Raumtemperatur auf.die bei 1200°C auf 100-110 MPa ansteigt und eine außergewöhnliche Tragfähigkeit bei erhöhten Temperaturen aufweistMit einer Brechfestigkeit von 300 MPa, einer Härte von 1800 bis 2000 kg/mm2 und einer Bruchfestigkeit von 1,8-2,0 MPa*m1/2, gewährleistet das Membranelement einen langfristigen zuverlässigen Betrieb unter rauen Bedingungen.

Das Material bietet eine hohe Wärmeleitfähigkeit (35-36 W/(m*K bei 1200°C) und einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten (4,6 * 10−6 /°C),mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W,. Die maximale Betriebstemperatur erreicht1650°C (oxidative Atmosphäre), weit über dem der herkömmlichen keramischen Membranen, was sie für Filtrations- und Reaktionsumgebungen mit hoher Temperatur geeignet macht.

Bei normaler Wartung erreicht die Konstruktionslaufzeit3 bis 5 JahreNiedrige Betriebsdrucke (0,1-0,3 MPa) reduzieren den Energieverbrauch um 30% bis 50%, während effiziente Rückspülverfahren und CIP (Clean-in-Place) die Wartung einfach und kostengünstig halten.

• Betriebsdruck:Typischerweise 0,1-0,3 MPa, geringer Transmembrandruck sorgt für Energieeffizienz
• Rückspülung:Durch regelmäßiges Rückspülen mit durchdringendem oder sauberem Wasser wird mehr als 90% des ursprünglichen Flusses wiederhergestellt.
• CIP-Reinigung:Kompatibel mit NaOH, HNO3, NaClO und anderen Wirkstoffen; kann aggressiven und häufigen Reinigungszyklen standhalten, ohne die Lebensdauer der Membran zu verkürzen
• Entsorgung am Lebensende:Die Membran kann vollständig verbrannt oder recycelt werden, so dass keine Sekundärverschmutzung entsteht - umweltfreundlich

Die neu kristallisierten keramischen Rohrmembranen aus Siliziumkarbid bieten eine überzeugende Kombination vonvolle pH-Toleranz, ultrahoher Fluss, überlegene Hochtemperaturfestigkeit (zu 1200°C zunimmt), geringer Wärmeausdehnungskoeffizient und maximale Betriebstemperatur von 1650°CDiese Eigenschaften machen R-SiC-Membranen zu einer unentbehrlichen Technologie im Bereich der fortgeschrittenen Membrantrennung.Sie eignen sich besonders für anspruchsvolle Anwendungen mit stark ätzenden FlüssigkeitenDurch die Reduzierung von Investitionen und Betriebskosten und gleichzeitig die Verbesserung der Qualität der Durchlässigkeit und der Zuverlässigkeit des SystemsR-SiC-Membranen werden in neuen strategischen Bereichen wie der neuen Energie eine immer wichtigere Rolle spielenDa die Fertigungstechnologien weiter ausreifen, wird erwartet, dass sich ihre Anwendung in verschiedenen Industriezweigen weiter ausdehnt.