Màng gốm hình ống silicon cacbua kết tinh lại

Các màng gốm ống silicon carbide tái tinh thể (R-SiC) là màng tách vô cơ hiệu suất cao được sản xuất từ SiC tinh khiết cao (≥99%) thông qua quá trình ngâm tái tinh thể.Chúng có cấu trúc đa lớp không đối xứng bao gồm một lớp hỗ trợ, một lớp trung gian và một lớp tách.Vật liệu hỗ trợ thể hiện tính chất cơ học và nhiệt tuyệt vời, trong khi lớp tách cung cấp độ chính xác lọc chính xác và dòng chảy cực cao.và sức mạnh cơ học vượt trội, làm cho chúng được sử dụng rộng rãi trong tách chất rắn-nước, nồng độ vật liệu và xử lý nước thải tiên tiến.

Chìa khóa cho các màng R-SiC nằm ởquá trình ngưng tụ hóa thạch- ở nhiệt độ trên 2400 °C trong môi trường chân không, các hạt silicon carbide trải qua quá trình chuyển đổi giai đoạn từ rắn thành khí và trở lại rắn,hình thành các kết nối cổ thông qua một cơ chế bốc hơi-đồng đặcĐiều này tạo ra một cấu trúc xốp kết nối chặt chẽ trong lớp tách. Toàn bộ lớp màng được làm bằng SiC tinh khiết mà không có bất kỳ trợ giúp sintering.Độ dày lớp tách là khoảng120 μm, với sự phân bố kích thước lỗ chân lông hẹp bao gồm cả microfiltration (MF) và ultrafiltration (UF) phạm vi (0,04 μm - 1,0 μm), cho phép tách chất rắn-nước chính xác.Lớp hỗ trợ có mật độ tương đối cao (porosity ≤ 17%), đảm bảo tính toàn vẹn về cấu trúc của toàn bộ phần tử.

Các màng R-SiC chống lại axit mạnh, kiềm mạnh và các chất oxy hóa hung hăng (ozon, natri hypochlorit, gốc hydroxyl, v.v.) trên toàn bộ phạm vi pH từ 0-14.Độ khoan dung này cho phép lựa chọn rộng rãi các loại hóa chất làm sạch và cho phép sử dụng thường xuyên các loại, làm sạch hóa học cường độ cao mà không làm suy giảm lớp màng.

bề mặt tự nhiên hydrophilic (đường tiếp xúc chỉ 0,3 °) cung cấp một dòng nước tinh khiết cao hơn 3-5 lần so với các màng nhôm thông thường hoặc zirconia,Giảm đáng kể yêu cầu diện tích màng và dấu chân hệ thốngNgoài ra, bề mặt mang điện tích âm ở độ pH > 3, đẩy lùi các chất gây ô nhiễm tích điện âm như vi khuẩn, giọt dầu và protein, làm chậm sự bẩn.

Vật liệu hỗ trợ có độ bền uốn cong 90-100 MPa ở nhiệt độ phòng,tăng lên 100-110 MPa ở 1200 °C - thể hiện khả năng chịu tải đặc biệt dưới nhiệt độ caoVới độ bền nghiền của 300 MPa, độ cứng 1800-2000 kg / mm2, và độ cứng gãy của 1,8-2,0 MPa * m1/2, phần tử màng đảm bảo hoạt động đáng tin cậy lâu dài trong điều kiện khắc nghiệt.

Vật liệu này có độ dẫn nhiệt cao (35-36 W / ((m * K) ở 1200 ° C) và hệ số mở rộng nhiệt thấp (4,6 * 10-6 / ° C),kết quả là khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời chịu được biến động nhiệt độ nhanh chóng. Nhiệt độ hoạt động tối đa đạt1650°C (không khí oxy hóa), vượt xa so với màng gốm thông thường, làm cho nó phù hợp với môi trường lọc và phản ứng nhiệt độ cao.

Dưới bảo trì bình thường, tuổi thọ thiết kế đạt3-5 nămÁp suất hoạt động thấp (0,1-0,3 MPa) làm giảm tiêu thụ năng lượng 30% -50%, trong khi các quy trình rửa ngược hiệu quả và CIP (giặt sạch tại chỗ) giữ cho bảo trì đơn giản và hiệu quả về chi phí.

• Áp suất hoạt động:Thông thường 0,1-0,3 MPa, áp suất xuyên màng thấp đảm bảo hiệu quả năng lượng
• Rửa ngược:Rửa ngược định kỳ bằng nước thấm hoặc nước sạch khôi phục hơn 90% dòng chảy ban đầu
• Làm sạch CIP:Tương thích với NaOH, HNO3, NaClO và các chất khác; có thể chịu được các chu kỳ làm sạch mạnh mẽ và thường xuyên mà không rút ngắn tuổi thọ màng
• Loại bỏ sau khi hết sử dụng:Các màng có thể được đốt cháy hoàn toàn hoặc tái chế, không tạo ra ô nhiễm thứ cấp - thân thiện với môi trường

Các màng gốm ống silicon carbide tái kết tinh cung cấp một sự kết hợp hấp dẫn củadung nạp pH đầy đủ, dòng chảy cực cao, độ bền nhiệt độ cao vượt trội (tăng ở 1200 °C), hệ số mở rộng nhiệt thấp và nhiệt độ hoạt động tối đa 1650 °CCác thuộc tính này thiết lập màng R-SiC như một công nghệ không thể thiếu trong lĩnh vực tách màng tiên tiến.Chúng đặc biệt phù hợp với các ứng dụng thách thức liên quan đến chất lỏng ăn mòn cao, nhiệt độ cao, luồng dầu hoặc môi trường chứa hạt. Bằng cách giảm đầu tư vốn và chi phí hoạt động trong khi cải thiện chất lượng thấm và độ tin cậy hệ thống,Các màng R-SiC đang sẵn sàng đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong các lĩnh vực chiến lược mới nổi như năng lượng mớiCác công nghệ sản xuất tiếp tục trưởng thành, việc áp dụng chúng dự kiến sẽ mở rộng hơn nữa trên các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.