Membrane in ceramica tubolare a carburo di silicio ricristallizzato

Le membrane in ceramica tubolare a carburo di silicio ricristallizzato (R-SiC) sono membrane di separazione inorganiche ad alte prestazioni prodotte da SiC di alta purezza (≥99%) mediante un processo di sinterizzazione da ricristallizzazione.Sono caratterizzati da una struttura multilivello asimmetrica composta da uno strato di supporto, uno strato intermedio e uno strato di separazione.Il materiale di supporto presenta eccellenti proprietà meccaniche e termicheLe membrane combinano eccezionale stabilità chimica, resistenza alle alte temperature,e resistenza meccanica superiore, che li rende ampiamente utilizzati nella separazione solido-liquido, nella concentrazione dei materiali e nel trattamento avanzato delle acque reflue.

La chiave delle membrane R-SiC si trova nelprocesso di sinterizzazione per ricristallizzazione- a temperature superiori a 2400°C in ambiente vuoto, le particelle di carburo di silicio subiscono una transizione di fase da solido a gas e di nuovo a solido,con un'unità di accensione superiore a 20 mm,Questo crea una struttura porosa altamente interconnessa nello strato di separazione. L'intero strato di membrana è costituito da puro SiC senza alcun aiuto di sinterizzazione.Lo spessore dello strato di separazione è di circa120 μm, con una distribuzione delle dimensioni dei pori stretta che copre sia l'intervallo di microfiltrazione (MF) che quello di ultrafiltrazione (UF) (0,04 μm - 1,0 μm), consentendo una precisa separazione solido-liquido.Lo strato di supporto ha una densità relativamente elevata (porosità ≤ 17%), garantendo l'integrità strutturale dell'elemento complessivo.

Le membrane R-SiC resistono agli acidi forti, alle forti alcali e agli agenti ossidanti aggressivi (ozono, ipoclorito di sodio, radicali idrossilici, ecc.) nell'intero range di pH 0-14.Questa tolleranza consente un'ampia scelta di prodotti chimici per la pulizia e consente frequenti, pulizia chimica ad alta intensità senza degradare lo strato di membrana.

La superficie naturalmente idrofila (angolo di contatto di soli 0,3°) fornisce un flusso di acqua pura 3-5 volte superiore a quello delle convenzionali membrane di alluminio o zirconio,riducendo significativamente i requisiti di area della membrana e l'impronta del sistemaInoltre, la superficie porta una carica negativa al pH > 3, che respinge i contaminanti caricati negativamente come batteri, goccioline di olio e proteine, rallentando efficacemente l'inquinamento.

il materiale di supporto presenta una resistenza alla flessione di 90-100 MPa a temperatura ambiente,che aumenta a 100-110 MPa a 1200°C - dimostrando una capacità di carico eccezionale a temperature elevateCon una resistenza alla frantumazione di 300 MPa, una durezza di 1800-2000 kg/mm2 e una resistenza alla frattura di 1,8-2,0 MPa*m1/2, l'elemento della membrana garantisce un funzionamento affidabile a lungo termine in condizioni difficili.

Il materiale offre un'elevata conducibilità termica (35-36 W/(m*K a 1200°C) e un basso coefficiente di espansione termica (4,6 * 10−6 /°C),con una resistenza alle scosse termiche eccellente, resistente alle rapide fluttuazioni di temperatura. La temperatura massima di funzionamento raggiunge1650°C (atmosfera ossidante), molto superiore a quella delle membrane ceramiche convenzionali, rendendolo adatto per ambienti di filtrazione e reazione ad alta temperatura.

In condizioni di manutenzione normale, la durata di vita di progetto raggiunge3-5 anniLe basse pressioni di funzionamento (0,1-0,3 MPa) riducono il consumo energetico del 30% al 50%, mentre le procedure efficienti di retrolavaggio e di pulizia in loco (CIP) rendono la manutenzione semplice ed economica.

• Pressione di funzionamento:Tipicamente 0,1-0,3 MPa, bassa pressione trasmembrana assicura l'efficienza energetica
• Riciclaggio:Il retrolavaggio periodico con acqua permeabile o pulita ripristina oltre il 90% del flusso iniziale
• Pulizia CIP:Compatibile con NaOH, HNO3, NaClO e altri agenti; può resistere a cicli di pulizia aggressivi e frequenti senza ridurre la durata della membrana
• Eliminazione alla fine della vita:La membrana può essere completamente incenerita o riciclata, senza produrre inquinamento secondario - rispettosa dell'ambiente

Le membrane in ceramica tubolare a carburo di silicio ricristallizzato offrono una combinazione convincentetolleranza totale al pH, flusso ultra elevato, resistenza superiore ad alte temperature (aumentando a 1200°C), basso coefficiente di espansione termica e temperatura massima di funzionamento di 1650°CQuesti attributi costituiscono le membrane R-SiC come una tecnologia indispensabile nel settore avanzato della separazione delle membrane.Sono particolarmente adatti per applicazioni difficili che comportano fluidi altamente corrosivi, elevate temperature, flussi oleosi o mezzi carichi di particelle, riducendo sia gli investimenti di capitale che le spese operative, migliorando al contempo la qualità del permeabile e l'affidabilità del sistema,Le membrane R-SiC sono destinate a svolgere un ruolo sempre più importante in settori strategici emergenti come le nuove energieIn particolare, la Commissione ritiene che la produzione di prodotti chimici di alta qualità sia un elemento essenziale per migliorare la qualità dell'ambiente e per migliorare la qualità del lavoro.