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發(fā)布時間:2020-10-17 12:50  
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陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔徑50nm~15μm的陶瓷載體,采用溶膠-凝膠法或其它工藝制作而成的非對稱復合膜。用于分離的陶瓷膜的結構通常為三明治式的:支撐層、過渡層、膜層。其中支撐層的孔徑一般為1~20μm,孔隙率為30%~65%,其作用是增加膜的機械強度。
因開發(fā)時期較晚且成本高昂,無機分離膜領域所占的市場份額還比較小,1997年美國無機膜市場銷售額為1億美元,其中陶瓷膜占80%左右,僅占膜市場的9%。另據估計,2004年世界陶瓷膜的市場銷售額約超過100億美元,無機膜的市場占有率占12%。由于陶瓷膜在精密過濾分離中的成功應用,其市場銷售額以30%的年增長率發(fā)展。
對新型陶瓷膜材料的研究,目前主要集中在2方面。人工合成陶瓷膜材料:主要有碳化硅、莫來石、堇青石、石墨烯和陶瓷纖維等。天然陶瓷膜材料:主要有天然沸石、粉煤灰、高嶺土和凹凸棒土等。人工合成陶瓷膜材料:
碳化硅具有強度高、導熱率高、耐腐蝕和防氧化等優(yōu)點,在苛刻的條件下可以保持良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,并且價格低廉,是開發(fā)陶瓷膜材料的選擇之一。SiC陶瓷膜制備方法主要有擠出成型法和流延成型法。
擠出成型法是以SiC為骨料,制成管狀碳化硅支撐體,平均孔徑為2.43μm,孔隙率為43.4%,氣體通量達到788.2m3/m2.h.bar,抗彎強度達到22.8MPa。
流延成型工藝制備復合碳化硅陶瓷過濾膜,在1300℃燒結下制備出結構均勻、表面平整、孔徑范圍在4.017~11.916μm的碳化硅陶瓷膜。
研制耐強酸強堿等苛刻體系的膜材料,提高膜材料分離性能的穩(wěn)定性,拓展其在過程工業(yè)的應用范圍。
20世紀80年代初期成功地在法國的奶業(yè)和飲料(葡萄酒、啤酒、蘋果酒)業(yè)推廣應用后,陶瓷膜分離技術和產業(yè)地位逐步確立,應用也已拓展至食品工業(yè)、生物工程、環(huán)境工程、化學工程、石油化工、冶金工業(yè)等領域,成為苛刻條件下精密過濾分離的重要新技術。
如今,經過十多年的發(fā)展,我國的無機陶瓷膜行業(yè)已經具備高超的技術,行業(yè)內企業(yè)的技術實力和產品品質已經達到了的水平。已經在生物發(fā)酵、食品飲料、化工和水處理領域的應用具備一定的規(guī)模。
在項目中陶瓷膜過濾器應用已包括但不限于以下:
1,催化劑回收。解決了傳統(tǒng)工藝難以避免的催化劑浪費或進入下游工序影響產品品質問題。
2,納米粉體洗滌。如銀粉洗滌后電導率達到良好預期20μs以下,且運行穩(wěn)定,可大大提高傳統(tǒng)人工生產效率。
3,高純溶劑脫水。目前已是成熟穩(wěn)定應用。還有醇類,醚類,酮類,酯類等。
4,用于油水分離。如煤化工油水分離領域,可以離水中的乳化油和超細催化劑顆粒,對于乳化油脫除率可以達到90%以上,而催化劑脫除率更是高達99%,都已經是成熟應用。