Uvod u proizvod
Ovaj proizvod je inovativan proizvod koji razbija granicu između scenarija primjene neorganskih i organskih membrana. Kombinira prednosti proizvoda od keramičke membrane koji su čvrsti i izdržljivi, kao i visoku gustoću punjenja proizvoda od organske membrane. Metoda upotrebe je vrlo slična onoj kod organskih kolonskih membrana, što kompenzira visoke zahtjeve za kvalitetom ulazne vode, veliku potrošnju vode za povratno ispiranje i rizik od loma žice u tehnologiji ultrafiltracionih membrana. Može poboljšati količinu vode u sistemima za ultrafiltraciju i smanjiti troškove hemijskog čišćenja.
Keramički membranski modul se sastoji od više ugrađenih keramičkih uložaka filtera od silicijum karbida spojenih zajedno. Jedinstveni strukturni dizajn čini hidrauličku distribuciju vode za proizvodnju vode i kanala za povratno ispiranje svake cevaste membrane ujednačenijim, a efekat povratnog ispiranja je izvanredan.
Zašto odabrati keramičku membranu?
Šta je keramička membrana?
Keramička membrana je membrana napravljena od praškastih sirovina kao što su aluminijum oksid, cirkonijum oksid i titanijum oksid kroz proces sinterovanja. Zid cijevi keramičke membrane je gusto prekriven mikroporama. Statička razlika tlaka na obje strane membrane služi kao pokretačka sila za filtraciju. Male molekule (ili tekućine) prolaze kroz membranu, a velike molekule (ili čvrste čestice, kapljice tekućine) zadržava membrana kako bi se postigla svrha odvajanja, koncentracije i pročišćavanja različitih komponenti napojne tekućine.
Mehanizam filtracije keramičkih membrana uključuje filtraciju unakrsnog toka i filtraciju u slijepoj ulici. Među njima, poprečna filtracija ima prednosti u pogledu performansi. Proizvodi većine kompanija su uglavnom poprečna filtracija.
Unakrsna filtracija: Sirovi tečni fluid cirkuliše velikom brzinom na tangencijalni način kroz površinu membrane. Filtrat (ili permeat) se filtrira kroz površinu membrane pod pritiskom. Cirkulacija sirove tečnosti efikasno potiskuje problem lakog začepljenja filtarskog medija u tradicionalnoj metodi terminalne filtracije, obezbeđuje neprekidan rad procesa separacije, poboljšava efikasnost separacije i tačnost separacije i efikasno smanjuje potrošnju energije separacije. proces.
Filtracija u slijepoj ulici: Prilikom filtriranja tečnosti za punjenje visoke koncentracije, velike čestice tečnosti za napajanje lako se zarobljavaju na površini membrane i stvaraju zagađenje membrane, uzrokujući brzo smanjenje efikasnosti odvajanja. Pogodan je samo za tretiranje tečnosti sa vrlo malim sadržajem čvrstih materija.
Zašto keramičke membrane imaju tržišni prostor?
-
Materijali za membrane visokih performansi su ključna strateška industrija u nastajanju za nacionalni razvoj. Procjenjuje se da će ukupna vrijednost industrije membrana u mojoj zemlji dostići 500 milijardi juana 2025.
-
Keramičke membrane imaju odlična mehanička svojstva, hemijsku otpornost i tačnost filtracije. Izmislio ih je dr. Pall u projektu Manhattan 1940-ih. Nakon više od 70 godina razvoja, njihova područja primjene postupno su se proširila od nuklearne energije, vojske i zrakoplovstva na civilna područja kao što su poluvodiči, nova energija i biomedicina. Veličina globalnog tržišta dostići će 6,83 milijarde američkih dolara u 2023. Vodni resursi su oskudni na Bliskom istoku. Ukupni troškovi projekata desalinizacije morske vode koji su planirani ili su u toku 2023. godine iznose čak 39,3 milijarde dolara. Očekuje se da će budućnost uvesti dugoročni period brze ekspanzije. Tradicionalna termalna desalinizacija troši oko 5kWh po kubnom metru, dok membranska desalinizacija troši samo 2.5-3 kWh. U pozadini "Inicijative Pojas i put", očekuje se da će desalinizacija membrane nastaviti da otvara prostor za izvoznu potražnju za domaćim separacionim membranama.
Zašto će keramičke membrane postati ključna razvojna kategorija kineske industrije membrana
Membranski materijali se široko koriste u selektivnom odvajanju tekućina i plinova, a neorganski membranski materijali imaju prednosti u pogledu performansi. Membrane su materijali sa funkcijama selektivnog odvajanja. Kada postoje pokretačke sile kao što su razlika u tlaku, razlika u koncentraciji i razlika potencijala na obje strane membrane, komponente sirovog materijala selektivno prolaze kroz membranu kako bi se postiglo odvajanje, klasifikacija, koncentracija i pročišćavanje različitih tekućih ili plinovitih komponenti.
U pogledu materijala, membranski materijali se dijele na organske membrane i anorganske membrane. Anorganske membrane imaju izvrsna svojstva kao što su visoka tačnost odvajanja, dobra hemijska stabilnost, otpornost na kiseline i alkalije, otpornost na visoke temperature, otpornost na organska otapala i visoka mehanička čvrstoća. Neorganske membrane imaju dobru primenljivost u procesnoj industrijskoj separaciji u teškim okruženjima kao što su sistemi za reagovanje na visokim temperaturama i rastvaračima, iu specijalnim poljima tretmana vode kao što su visoko korozivne, visoke temperature, visoke soli, ulja i visoko suspendovane čvrste materije. Postali su važna raznolikost membranskih materijala sa velikim izgledima za razvoj. Kraj primjene je također kontinuirano proširen sa tradicionalnog tretmana vode na nizvodno s visokom dodanom vrijednošću kao što su poluvodiči, hrana, lijekovi i nova energija.
Prednosti keramičkih membrana
U poređenju sa tradicionalnom tehnologijom filtracije i separacije, keramičke membrane imaju odlične performanse i jednostavne su za rukovanje i održavanje.
Jaka mehanička svojstva: Neorganske keramičke membrane imaju visoku mehaničku čvrstoću i mogu izdržati pritiske iznad 3Mpa. Neće se deformirati pod visokim pritiskom, otporne su na brzo ribanje i habanje, lako se povlače i čiste i imaju stabilan kvalitet vode nakon dugotrajnog rada;
Visoka hemijska stabilnost: Keramičke membrane su otporne na kiseline i baze, jake oksidanse, visoke temperature, organske rastvarače i čišćenje. Mogu se stabilno koristiti u radnim okruženjima ispod 800 stepeni i pogodni su za tečnosti visoke temperature i visokog viskoziteta;
Dug vijek trajanja: Sveobuhvatni investicijski troškovi keramičkih membrana su niski tokom cijelog životnog ciklusa;
Visoka preciznost filtracije: Keramičke membrane mogu postići filtraciju na nano-nivou i mogu efikasno ukloniti zagađivače kao što su čestice, koloidi, mikroorganizmi i tragovi organske tvari u vodi;
Visoka efikasnost filtracije: Keramička membrana ima integrisani dizajn saća velikog prečnika, sa ujednačenom hidrauličnom distribucijom i visokom radnom efikasnošću;
Visoka hidrofilnost: Jedna komponenta keramičke membrane ima veliki izlaz vode, efektivno smanjujući investicione i operativne troškove;
Visoka poroznost nosećeg sloja: visoka filtracija i povratno ispiranje, visoka efikasnost filtracije i povratnog ispiranja;
Niski operativni troškovi: Sistem keramičkih membrana ima niske zahtjeve za predtretman, smanjujući ukupnu investiciju u sistem i operativne troškove;
Snažne performanse protiv obraštanja: neorganske keramičke membrane imaju dobre performanse protiv obraštanja, stabilan protok u dugotrajnom radu i nisku učestalost čišćenja;
Jednostavna instalacija: Standardni modularni dizajn smanjuje investicionu cenu sistemskog cevovoda;
Može se koristiti za prehrambene proizvode: Keramička membrana ima jake sigurnosne performanse i ima higijensku licencu za proizvode za sigurnost vode za piće.
Poređenje sa organskim membranama
U poređenju sa organskim membranama, keramičke membrane imaju ključne konkurentske prednosti i očekuje se da će ih i dalje zamenjivati.
Materijali za separacijske membrane uglavnom uključuju organske membrane i anorganske membrane. Među njima, najčešće korišćeni materijali u organskim membranama su polipropilen, politetrafluoroetilen, poliviniliden fluorid, itd. Organske membrane su razvijene i primenjene ranije, i imaju manje veličine pora, veću preciznost filtracije i relativno niske troškove. Trenutno je propusnost mnogo veća nego kod anorganskih keramičkih membrana.
Međutim, vjerujemo da će u budućem trendu keramičke membrane nastaviti zamjenjivati tradicionalne organske membrane.
Polimerne membrane su sklone koroziji, a troškovi zamjene membranskog materijala iznose i do 61%.
U teškim okruženjima, površina polimernih membranskih materijala lako se korodira i kontaminira tečnošću i lako se deformiše usled udara, što rezultira smanjenim performansama odvajanja i potrebom za čestom zamenom. Prema studiji časopisa SPRINGER iz 2023. godine, troškovi zamjene membranskog materijala čine do 61% operativnih troškova organskih membrana.
Keramičke membrane prevazilaze nedostatke organskih membrana u smislu otpornosti na visoke temperature, otpornosti na kiseline i alkalije, otpornosti na organska otapala i mehaničke čvrstoće, te su pogodne za primjenu membranskog odvajanja u različitim teškim okruženjima ili složenim uvjetima.
Keramičke membrane imaju bolju strukturu, lako se čiste tokom rada i imaju sporo slabljenje protoka
Komponente anorganske keramičke membrane općenito se sastoje od višestrukih ili višestrukih jednokanalnih ili višekanalnih jednodijelnih membrana. U poređenju sa membranama od organskih polimera, manja je vjerovatnoća da će uzrokovati začepljenje membrane. Stoga, keramičke membrane mogu postići veće omjere koncentracije tijekom pročišćavanja ili koncentracije. Keramičke membrane imaju sporo slabljenje protoka, jednostavne su za čišćenje, imaju visoku efikasnost, niske su cijene i imaju manje nakupljanja u komponentama membrane.
Pogodno za okruženje niskih temperatura na sjeveru
Protok organske membrane bit će značajno smanjen na niskoj temperaturi. Za svaki pad temperature za 1 stepen Celzijusa, fluks će se smanjiti za 2/100. Keramička membrana ima odličnu otpornost na visoke i niske temperature i ima velike izglede za prodor u sjevernom regionu.
Smanjenje troškova i istraživanje i razvoj napredne tehnologije
Osnovna ograničenja keramičke membrane i dalje se uklanjaju.
Prepreke troškova i procesa su ključni faktori koji trenutno ograničavaju prodiranje keramičkih membrana velikih razmjera.
Što se tiče cijene: Prema istraživanju SPRINGER-a, cijena komponenti organske membrane od 40 LHM/bar je oko 100 USD/m2, dok je cijena 40-120 LHM/bar komponenti keramičke membrane preko 200 USD/m2. Iako je cijena komponenti keramičke membrane viša od cijene organskih membrana, cijena čišćenja i zamjene membrane u kasnijem procesu rada je relativno niska. U isto vrijeme, glavni domaći proizvođači keramičkih membrana nastavljaju promovirati smanjenje troškova, a očekuje se da će se sveobuhvatne performanse troškova keramičkih membrana nastaviti poboljšavati;
Iz tehnološke perspektive: keramika je sama po sebi krhka i proces pripreme je teži nego kod visokomolekularnih membrana. U isto vrijeme, njihovu strukturnu veličinu pora također je teško kontrolirati. Trenutno je Kina postigla relativno zrele mogućnosti dizajna i proizvodnje, a procesne i tehničke barijere keramičkih membrana i dalje slabe.
Popularni tagovi: keramički membranski modul, Kina proizvođači, dobavljači, fabrika modula za keramičke membrane
